Technologie solaire thermodynamique à miroirs à plus de 500°C
Le projet LFR500 (pour Linear Fresnel Reflectors – Réflecteurs Linéaires de Fresnel –à plus de 500°C), coordonné par la PME Solar Euromed, vise à améliorer le rendement de la technologie solaire thermodynamique à miroirs de Fresnel par l’augmentation de la température de la source chaude du cycle thermodynamique de Rankine.
Cette technologie repose sur l’utilisation de miroirs réfléchissants les rayons du soleil vers un tube où circule de l’eau qui se transforme progressivement en vapeur sous l’action du rayonnement concentré.
En effet, les technologies LFR reposent aujourd’hui sur des températures de 250 à 480°C en eau pressurisée ou génération directe de vapeur saturée. En augmentant la température à 500°C en génération directe de vapeur surchauffée il est possible d’accroître significativement les performances du système.
L’idée du projet est de rendre compatible cette innovation avec les objectifs de réduction des coûts de fabrication, de construction et d’exploitation des équipements solaires thermodynamiques.
Le projet LFR500 aborde l’un des verrous associéà l’atteinte des hautes températures : l’importance des pertes thermiques du récepteur, dominées par le rayonnement infrarouge à haute température. La technologie permet une diminution significative de l’émissivité du tube absorbeur stable à l’air tout en conservant sa bonne absorptivité. Les travaux réalisés permettent par exemple la conception d’un revêtement sélectif adapté limitant la réflectivité sur les longueurs d’onde du spectre solaire et la maximisant sur celles du spectre d’émission des matériaux composant le tube absorbeur.
Le déroulement
Le projet LFR500 associe une PME française spécialisée dans le secteur du solaire thermodynamique : Solar Euromed (Dijon (21), 20 salariés), la division R&D d’un grand groupe leader européen de l’ingénierie des surfaces : HEF Groupe (Andrezieux-Boutheon (42), 1200 Salariés), et un
laboratoire public français de recherche : CNRS PROMES, (Perpignan (66), UPR 8521).
Le projet, d’une durée totale de 24 mois, est décomposé en trois étapes principales :
- la conception,
la réalisation,
l’expérimentation en vue de l’homologation du module LFR500.
Le projet mobilise environ 260 hommes-mois chez les partenaires du projet (équivalent à 10 personnes à plein temps) et inclut la réalisation d’une installation de démonstration en conditions d’usages réels en Haute Corse (2B).
Grâce à la présence d’acteurs du marché dans le projet les premiers résultats commerciaux du projet sont attendus dès 2014.
Résultats clés / Avancées pour :
- LA SCIENCE / LA TECHNOLOGIE / L’INNOVATION
L’objectif du projet LFR500 est le développement d’une technologie solaire thermodynamique à miroirs de Fresnel fonctionnant à une température supérieure à 500°C et reposant sur une solution innovante incluant un tube absorbeur résistant aux hautes températures sans maintien sous vide. Cette innovation permet d’augmenter la production d’énergie tout en réduisant les coûts de fabrication, construction, et d’exploitation d’un champ solaire thermodynamique à miroirs de Fresnel.
- L’ÉCONOMIE
Le solaire thermodynamique est essentiellement destinéà l’exportation dans les pays à fort ensoleillement comme au Maghreb, en Afrique Sub-Saharienne, ou au Moyen-Orient.
L’expérience récente montre qu’une centrale solaire thermodynamique répondant par exemple à un besoin énergétique régional de 250 MW a un impact significatif sur l’économie, et ce à toutes les étapes de sa durée de vie :
► Durant la phase de développement, des emplois sont créés pour concevoir et préparer l’implantation de la centrale dans son territoire.
► Durant la phase de construction, des emplois sont créés pour la durée du chantier de construction de la centrale.
► Durant la phase d’exploitation, des emplois permanents sont créés pour la maintenance et la supervision de l’installation pour une durée de fonctionnement de 20 à 30 ans.
LE CITOYEN/ LA SOCIETE
Le projet LFR500 contribue à renforcer la sécurité d’approvisionnement énergétique et à réduire l’impact carbone des cycles de production d’énergie. Il apporte de plus un soutien à la création d’emplois dans le secteur solaire.
L’ENVIRONNEMENT
Le projet LFR500 contribue à l’accélération du déploiement des installations de production d’énergie de base renouvelable et donc à la réduction des émissions gaz à effet de serre. Par ailleurs, aucun fluide intermédiaire (fluides organiques, huiles thermiques…) n’est utilisé ; seuls l’eau et la vapeur d’eau constitue les intrants de cette technologie garantissant un impact environnemental minimal.
Application et valorisation
Le domaine majeur d’application est la production électrique par turbinage de la vapeur produite. La haute température atteinte permet d’avoir un cycle à haut rendement thermodynamique, tout en améliorant les conditions de fonctionnement de la turbine, et notamment en réduisant, à l’aide de la surchauffe, l’humidité dans le corps basse pression.
La technologie issue du projet LFR500 est ainsi conçue pour des centrales thermiques de moyennes ou grandes puissances et s’intègre au sein d’une variété de procédés industriels fournissant de la vapeur (chauffage, traitement thermique, traitement d’eau, dessalement d’eau de mer,…) sans ajouter de risques industriels ou environnementaux à l’infrastructure existante.
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