Dans ce 5ème article, Ezra Banoun, expert en énergies renouvelables et membre du comité scientifique de Israël Science Info, décrit la percée israélienne du thermosolaire en Israël et dans le monde.
Une centrale solaire thermodynamique à concentration ou « centrale hélio thermodynamique » concentre les rayons du Soleil à l’aide de miroirs afin de chauffer un fluide caloporteur qui permet de produire de l’électricité à partir d’un processus thermodynamique (wikipedia). Ce type de centrale solaire ne comporte pas de panneaux photovoltaïques et ne peut subir le monopole de la Chine, producteur quasi-unique dans ce domaine.
Selon les scénarios prospectifs établis sous l’égide de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), cette technologie est appelée à jouer un rôle significatif dans la production d’électricité mondiale à l’horizon 2050. L’une des raisons est son avantage exceptionnel en termes d’autonomie : la production d’électricité thermodynamique peut être effectuée par d’autres énergies renouvelables telles que l’énergie éolienne, la biomasse, l’énergie des vagues ou le gaz naturel.
Les centrales à tour
Module « tulipe’’ de démonstration AORA, Kibboutz Samar (Arava) : 100KW (électrique) et 170KW (thermique) : tour 30m/ 2000m2
Les centrales à tour sont constituées d’un champ de miroirs appelés héliostats qui concentrent les rayons du Soleil vers un foyer fixe, situé en haut d’une tour. Les héliostats sont installés sur des dispositifs leur permettant de modifier leur position dans toutes les directions et sont actionnés pour suivre le soleil et réfléchir le maximum de lumière sur le foyer. Le liquide caloporteur (huile ou sels fondus) à l’intérieur de la tour est ainsi porté à haute température et envoyé dans un générateur de vapeur. La vapeur fait ensuite tourner des turbines qui entraînent des alternateurs produisant de l’électricité.
Deux sociétés israéliennes ont conçu et réalisé des centrales solaires en Israël et dans le monde : AORA Israel et BRIGHT SOURCE ENERGY.
Le procédé AORA ISRAEL
La société AORA ISRAEL a développé en coopération avec l’Institut WEIZMANN un procédé original de type thermosolaire. Ce procédé permet de réaliser une installation modulaire, hybride et esthétique (en forme de tulipe) en utilisant la technologie de la centrale solaire.
La centrale est conçue pour produire de l’électricité et de l’énergie thermique grâce à une turbine thermodynamique de type thermosolaire pouvant fonctionner de façon alternative avec toutes sortes de carburants.
Une installation de 100 KW fonctionne dans la Arava dans la région sélectionnée être le 3ème pole de reconquête du désert du Néguev. Chaque module a une capacité de production de 100KW peut être assemblé avec un ou plusieurs autres modules et peut fonctionner quel que soit l’ensoleillement ou l’heure de la journée.
La centrale ASHALIM 3
Centrale thermosolaire d’Ashalim 3
Cette centrale a été réalisée conjointement par la société américaine BRIGHT SOURCE ENERGY et la société française Alstom. La centrale thermo solaire d’Ashalim porte la température de l’eau a 550˚C sous une pression de près de 170 atmosphères, ce qui permet d’atteindre une capacité de production de 121 MW et met en œuvre 50000 miroirs. La vapeur d’eau permet grâce à une turbine de produire de l’électricité. Après usage la vapeur d’eau est refroidie pour être recyclée. Cette centrale pourrait fonctionner 24h/24 si nécessaire car elle raccordée au gaz naturel et est en mesure de fonctionner de cette façon. La société américaine BRIGHT SOURCE ENERGY a succédé à la société LUZ dont la filiale à Jérusalem était le centre technique. Les centrales thermosolaires construites par LUZ en Californie ont atteint une capacité totale de 354 MW et fonctionnent encore. En 1991, cette société a fait faillite, les Etats-Unis ayant mis un terme aux aides au développement à l’énergie solaire.
En 2006 la société LUZ 2 devenue ultérieurement BSE (BRIGHT SOURCE ENERGY) a repris en reconstituant son unité technique à Jérusalem en donnant la priorité aux anciens de LUZ.
Le prix du KW est fixe à 0.19 € (voir vidéo sur youtube).
L’équipe de BSE possède une vaste expertise et une expérience d’une vingtaine d’années en matière de financement et de développement de projets et a développé, construit et géré collectivement plus de 20 GW (20000 MW) de projets d’énergie solaire, éolienne et conventionnelle dans le monde entier. C’est le plus grand constructeur d’ Israël de centrales thermosolaire. BSE a réalisé la centrale d’Ivanpah dans le désert des Mojaves aux États-Unis (392 MW) .C’est actuellement la plus grande centrale thermosolaire du monde.
Les centrales à capteurs paraboliques
Le réflecteurs parabolique concentrent par réflexion les rayons du soleil vers une canalisation, dans laquelle circule un fluide dont la montée en température permet de convertir l’énergie solaire thermique en énergie mécanique et ensuite en électricité. Il s’agit donc d’un procédé de type thermosolaire. Tout au long de la journée, le socle de la parabole s’oriente automatiquement face au soleil pour suivre sa course et ainsi profiter d’un ensoleillement maximum.
Les systèmes à réflecteur parabolique peuvent atteindre 1000 °C sur le récepteur, et parvenir à des rendements optimaux de conversion de l’énergie solaire en électricité en utilisant une faible quantité d’énergie. La performance de l’ensemble du système est étroitement liée à la qualité optique de la parabole et au rendement du moteur de conversion de l’énergie solaire thermique en énergie mécanique et ensuite en électricité.
La centrale ASHALIM 4
Réflecteurs paraboliques d’Ashalim 4
Cette centrale solaire utilise des réflecteurs paraboliques. Elle a une capacité de 121 MW durant 11 heures/j. La centrale peut fournir du courant électrique 4.5 heures de plus que la durée du jour grâce à un réservoir de sels dissous qui sert à stocker la chaleur. Le prix du KW est fixe à 0.19 €. Cette centrale a été réalisée par la société NEGUEV ENERGIYA ASHALIM THERMO-SOLARIT fondée pour la réalisation de ce projet.
Cette société comporte un associé espagnol, TSK pour 10% des actions et des entreprises israéliennes. TSK est une des entreprises espagnoles les plus importantes concernant la conduite de grands projets complexes dans les secteurs de l’énergie, de l’industrie, de la manutention des minéraux et de l’environnement.
Le développement de la technologie utilisée par cette centrale a été effectué en Israël dans les années 90 par la société LUZ de Jérusalem. En juillet 2017, la construction de la centrale s’est achevée et elle a commencé à fonctionner en juillet 2018.
Auteur : Ezra Banoun, expert en énergies renouvelables