Les Centrales Solaire Thermodynamiques: Etat de l’Art et … · 2017. 7. 4. · Technologie : PT caloporteur huile (390°C), ... Soutien aux projets commerciaux de chaleur industrielle

Les Centrales SolaireThermodynamiques:

Etat de l’Art et Perspectives

Alain FERRIERE

JNES, Perpignan

14 juin 2017

A. Ferriere, CNRS/PROMES 2

La ressource exploitée

“Ceinture Solaire”: DNI>2000 kWh/m2/an

70 villes >1.000.000 hab.

Solaire

thermique

Photovoltaïque

Solaire

thermodynamique

(CSP)


Centrales cylindro-paraboliques

Source: Abengoa Solar

Centrale Solana (Arizona, USA, 2013) 280 MWeTechnologie : PT caloporteur huile (390°C), cycle Rankine

Champ solaire : 2.200.000 m2 Stockage sels fondus 6h

Production 940.000 MWh/an (3300 h/an) Investissement: 2.000 M$


Source: Novatec Solar

Puerto Errado 2 (Espagne, 2012) 30 MWeTechnologie : Fresnel linéaire, cycle Rankine

Champ solaire: 302.000 m2

Production: 50 GWh (1700 h)

Source: Solar Heat & Power Pty

Centrales Fresnel linéaire


Source: Torresol Energy

Centrales à tour

Centrale Gemasolar (Espagne, 2011) 19,9 MWeTechnologie : tour à sel fondu (550°C) cycle Rankine

Champ solaire : 304.750 m2 (2650 héliostats de 115 m²)

Stockage 15h

Production: 110 GWh/an (5500 h) Investissement: 230 M€


Centrale Crescent Dunes (Nevada, USA, 2015) 110 MWeTechnologie : tour à sel fondu (550°C) cycle Rankine

Champ solaire : 1.200.000 m2 (10.340 héliostats de 116 m²) Stockage 10h

Production: 500.000 MWh/an (4500 h) PPA: 135 $/MWh

Source: Solar Reserve

Centrales à tour


En exploitation (2017): 4815 MW

En construction: 1260 MW

Déploiement mondial :présent et futur





[Source: SolarPACES 2016]


CSP au Maroc2000 MW solaire en 2020 (14% de la puissance totale), EnR = 42% du mix


CSP en Chine

5 GW total CSP en 2020

2016-2019: 1,35 GW 20 projets

tous avec stockage thermique (4 à10h)

• 7 tours sel fondu (50 to 100 MW)

• 2 tours DSG (50 MW, 135 MW)

• 5 PT+huile (50 to 100 MW)

• 2 PT+sel fondu (50 MW, 64 MW)

• 4 linéaires Fresnel (50 MW)


CSP au Chili ATACAMA I: 110 MW tour à sel fondu, TES 17,5 h

en construction

COPIAPO: 260 MW tour à sel fondu, TES 14 h

en développement

PEDRO DE VALDIVIA: 360 MW PT+huile, TES 10,5 h

en développement.

Fort potentiel de marché pour la chaleur industrielle

(mines)


CSP en France ?

Puissance totale CSP: 100 MW

Soutien aux projets CSP• Démonstration de centrales hybrides (CSP + biomasse)

• Chaleur industrielle (100-300°C)

• Centrales CSP à haut rendement avec TES >6h

• Production de froid solaire (absorption chiller)

• Valorisation des rejets thermiques des centrales CSP pour besoins en agriculture,

dessalement…

Soutien aux projets commerciaux de chaleur industrielle pour agro-

alimentaire, industrie pétrochimique, industrie papetière

Création d’un Département CSP dans un futur Institut pour la Transition

Energétique

Promotion du CSP français pour le marché à l’export

Livre Blanc EnR (SER, 2017)Part des EnR dans le mix énergétique:

15% en 2015 23% en 2020

32% en 2030

Centrale CSP 9 MW

en construction


Parabolic trough

Thermal oil

I = 3,5 - 7 €/We

Solar tower

Molten salt

I ≈ 7 - 11 €/We

Structure de coût:coût d’investissement


Est-ce que le LCOE minimum est l’optimum recherché pour le réseau?

LCOE du CSP comparable à celui d’un cycle combiné

Principaux éléments de coût: champ solaire, groupe de puissance, stockage

Prééminence du poids du stockage dans le cas d’un stockage de 13h

Structure de coût:coût de l’électricité (LCOE)

Gaz Naturel

Expl. & Maint.

Récepteurs

Stockage thermique

Champ solaire

Groupe


Prix de l’électricité fixé sur une période de 25 ans sans aide publique

(pour une unité de 150 MW avec 5h de stockage)

[Source: ESTELA, 2015]

Objectif: Réduction des coûts


PV/CSP


PV/CSP ou PV+CSP ?20% PV

15% PV + 10% CSP flexible

▲Contribution solaire

▼Ecrétage PV7-10 avril

7-10 avril

Approche « Coût »

Approche « Valeur »


Quel avenir pour le CSP?


D’autres applications…

Electricité solaire (CSP, CSP+CPV)

Combustibles solaires (H2, CO)

Chaleur industrielle (200°C – 400°C)

Poly-génération (Electricité/Eau/Chaleur/Froid)

Quel avenir pour le CSP?


Chaleur industrielle


Programme SolarPACES de l’AIE





Membres: Autriche, Australie, Algérie, Brésil, Chine, Egypte, Union Européenne, France, Allemagne, Grèce, Israël,Italie, Mexique, Maroc, Corée, Afrique du Sud, Espagne, Suisse, Emirats Arabes Unis, Etats-Unis.

Adhésions en cours: Chili , Namibie, Portugal, Japon.

A. Ferriere, CNRS/PROMES [email protected]

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