Ces centrales utilisent le rayonnement solaire concentré sur des miroirs pour échauffer un fluide à haute température (huile, vapeur) envoyé vers une turbine pour produire de l'électricité. Comme tout moyen de production électrique à partir de chaleur, le rendement de la turbine dépend de la présence d'une source de refroidissement abondante, généralement de l'eau. La disponibilité de cette eau de refroidissement est un enjeu crucial pour les centrales solaires à concentration situées dans des zones à fort ensoleillement et arides.
Le projet SOLWATT a démarré en mai 2018, il réunit 13 partenaires européenset Israël pour un budget global de 12 M€ sur une durée de 4 ans. Des solutions innovantes seront portées à un niveau de maturité élevé pour les implanter sur les sites de la centrale solaire LA AFRICANA à Séville en Espagne et de la centrale solaire ASHALIM en Israël.
L'enjeu est de réduire de façon significative la consommation d'eau des centrales CSP (Concentrated Solar Power, centrales solaires à concentration), tout en améliorant leur rentabilité. Ces innovations portent sur la réduction des besoins en eau pour le nettoyage du champ solaire et pour le refroidissement de la turbine, sur le recyclage de l'eau, sur l'optimisation du fonctionnement et des opérations de maintenance de la centrale.
Dans la plupart des centrales solaires, la technologie utilisée pour le refroidissement de la turbine est un refroidissement humide à l'aide d'une tour de refroidissement. L'eau de refroidissement représente 90% de la consommation d'eau totale.
Le CEA LITEN a la responsabilité dans le cadre de SOLWATT de développer un système de refroidissement du condenseur de la turbine à l'aide d'un stockage thermique « point froid », permettant de stocker la chaleur quand la température ambiante est trop élevée en journée et de l'évacuer pendant la nuit lorsque la température ambiante est plus faible.
Les solutions mises au point dans ce projet sont également applicables pour d'autres systèmes de production électrique soumis à un fonctionnement par forte chaleur avec une ressource en eau peu disponible: turbine à gaz, cycles combinés.
Illustration : Objectifs du projet SOLWATT et technologies déployées pour la réduction de la consommation d'eau des centrales solaires à concentration.
Contacts :
Delphine.bourdon@cea.fr
Raphael.couturier@cea.fr