Solaire thermodynamique à concentration (CSP)
Centrales qui concentrent le rayonnement solaire direct à l’aide de miroirs sur un récepteur, où un fluide chauffé alimente une turbine à vapeur, le plus souvent avec un stockage thermique intégré.
Le CSP transforme la lumière du soleil en chaleur, puis en électricité dans un cycle thermique classique. Contrairement au photovoltaïque, il n’exploite que le rayonnement direct ; il lui faut donc un DNI élevé, en général supérieur à 1 900–2 000 kWh/m²/an.
- Cylindro-parabolique : des miroirs incurvés concentrent la lumière sur un tube récepteur où circule une huile synthétique jusqu’à environ 390 °C ; c’est la technologie la plus déployée.
- Centrale à tour : des milliers d’héliostats renvoient la lumière vers un récepteur central qui chauffe des sels fondus vers 565 °C, ce qui améliore le rendement du cycle et réduit le coût du stockage.
- Fresnel linéaire et parabole : technologies de niche.
Son grand atout est le stockage thermique : des réservoirs de sels de nitrates fondus conservent la chaleur pendant 6–15 heures, si bien que la centrale produit après le coucher du soleil et que le CSP devient pilotable. Avec un grand stockage, les centrales peuvent atteindre des facteurs de charge de 40–60 %.
La puissance installée mondiale avoisinait 7 GW en 2023 (IRENA), concentrée en Espagne, aux États-Unis, au Maroc (Noor Ouarzazate, 580 MW), en Afrique du Sud, en Chine, au Chili et aux Émirats arabes unis (Noor Energy 1 à Dubaï, 700 MW de CSP). Selon l’IRENA, le LCOE moyen pondéré mondial est passé d’environ 0,39 USD/kWh en 2010 à environ 0,12 USD/kWh en 2023. La croissance reste pourtant lente, car le photovoltaïque associé au stockage par batterie est devenu moins cher pour la plupart des usages ; le CSP garde une niche pour le stockage de longue durée et la chaleur industrielle à haute température.
Termes associés
Tous les termes →- Éclairement direct normal (DNI)
Rayonnement solaire qui arrive en ligne droite du disque solaire, mesuré sur une surface maintenue perpendiculaire aux rayons.
- Stockage thermique
Stockage de l’énergie sous forme de chaleur ou de froid, sensible, latente (changement de phase) ou thermochimique, pour un usage ultérieur en chaleur ou pour produire de l’électricité.
- Production pilotable
Production dont l’exploitant peut programmer, augmenter ou réduire la puissance à la demande, indépendamment de la météo.
- LCOE (coût actualisé de l’électricité)
Prix constant par MWh qui couvre tous les coûts d’une centrale sur sa durée de vie, actualisés, divisés par sa production actualisée sur la même durée.
- Capteur solaire thermique
Appareil qui absorbe la lumière du soleil et transmet la chaleur à un fluide, surtout pour l’eau chaude sanitaire, le chauffage, les réseaux de chaleur et la chaleur industrielle.
- Tracker solaire (suiveur)
Structure motorisée qui fait pivoter les modules photovoltaïques ou les miroirs pour suivre le soleil et augmenter l’éclairement reçu au fil de la journée.