Énergie solaire thermique – Comment fonctionne la centrale solaire d’Ivanpah

L’une des choses les plus importantes à savoir sur l’énergie (thermique) solaire est qu’elle est sans carbone, ce qui signifie qu’elle n’émet pas de dioxyde de carbone, d’oxydes d’azote ou d’oxydes de soufre – qui sont tous des gaz qui, selon les scientifiques, contribuent au réchauffement climatique. Et contrairement aux combustibles fossiles, qui sont des ressources limitées que nous pourrions un jour épuiser, le « carburant » solaire est renouvelable tant que notre soleil existe ! Les centrales thermiques solaires, comme l’énorme installation d’Ivanpah dans le désert de Mojave en Californie, ne sont pas nouvelles. Neuf installations de ce type ont été construites dans le désert de Mojave entre 1984 et 1991, et l’ISEGS (Ivanpah Solar Electric Generating System) est la plus grande d’entre elles. En fait, ce n’est pas seulement la plus grande installation de ce type aux États-Unis – c’est la plus grande du monde entier !

Qu’est-ce que la centrale solaire d’Ivanpah ?

La centrale solaire d’Ivanpah est en fait constituée de trois centrales distinctes qui ont été construites par étapes entre 2010 et 2013. Ensemble, les trois centrales produisent suffisamment d’électricité pour alimenter plus de 140 000 foyers californiens aux heures de pointe de la journée. Fait étonnant, le complexe réduit les émissions de dioxyde de carbone (CO2) de plus de 400 000 tonnes chaque année ! L’installation a été mise en ligne juste après son achèvement en 2013 et fournit actuellement de l’électricité à PG&E et Southern California Edison.

La centrale est située dans la ville d’Ivanpah Dry Lake, en Californie, sur environ 3 500 acres. Pendant la phase de construction, elle a généré plus de 2 600 emplois pour les travaux de construction et le personnel de soutien. Une fois achevée, elle employait environ 65 personnes, dont des travailleurs permanents et saisonniers. On estime que l’installation rapportera à la ville d’Ivanpah Dry Lake et à l’État de Californie environ 350 millions de dollars au cours des 30 premières années de son exploitation, c’est donc une situation gagnant-gagnant pour la ville elle-même, l’État dans son ensemble et les 140 000 foyers dont elle produit l’électricité !

Comment fonctionne l’énergie solaire thermique

Comme la plupart des installations solaires thermiques, l’Ivanpah utilise des centaines de milliers de miroirs pour recueillir la chaleur des rayons du soleil et la concentrer sur des récepteurs solaires assis au sommet de tours. Contrairement à l’énergie thermique photovoltaïque (PV), qui convertit directement la lumière du soleil en énergie pour allumer des lampes solaires pour l’aménagement paysager ou alimenter une montre, la centrale Ivanpah fournit de l’énergie indirectement, grâce à un processus connu sous le nom de concentration solaire thermique (CST). Dans ce procédé, la chaleur des rayons du soleil est recueillie et utilisée pour chauffer un fluide jusqu’à ce qu’il produise de la vapeur. Cette vapeur alimente ensuite un générateur qui produit de l’électricité. De même que la chaleur dégagée par la combustion du charbon dans une centrale à charbon fait tourner une turbine qui alimente son générateur, la chaleur du liquide chauffé par le soleil produit de la vapeur pour faire tourner la turbine qui alimente le générateur de la centrale solaire.

Deux types de systèmes solaires thermiques

L’énergie générée par le soleil peut être collectée de manière passive – comme l’intérieur d’une voiture qui se réchauffe par une journée ensoleillée – ou active, ce qui implique l’utilisation d’équipements (comme des miroirs, des récepteurs et des tours) pour absorber, collecter et stocker le rayonnement solaire. Évidemment, une centrale solaire utilise la méthode active. La centrale solaire d’Ivanpah utilise des miroirs pour réfléchir et concentrer la lumière du soleil, tandis que des récepteurs  » collectent  » l’énergie thermique et l’utilisent pour alimenter un générateur.

Tous les composants actifs qui composent la centrale solaire d’Ivanpah sont contrôlés par un logiciel sophistiqué et un système de contrôle qui utilise ses plus de 300 000 miroirs pour suivre le soleil en deux dimensions et le réfléchir vers des chaudières situées au sommet de ses trois tours de 459 pieds de haut. Lorsque la lumière du soleil frappe les tuyaux des chaudières, elle chauffe l’eau et produit de la vapeur qui est ensuite acheminée vers une turbine de centrale électrique standard qui produit de l’électricité qui est transmise par des lignes pour alimenter les foyers et les entreprises.

C’est un système ordonné qui offre des avantages environnementaux sous la forme d’un air plus pur, d’une utilisation moindre de l’eau car Ivanpah recycle toute l’eau qu’elle utilise dans le système, et d’un impact minimal sur la terre qui nécessite peu de nivellement et donc moins de dommages au paysage environnant.

Une certaine controverse

Il y a, bien sûr, quelques controverses autour de cette énorme installation d’énergie solaire, et certaines d’entre elles ont à voir avec les miroirs. Les oiseaux entrent en collision avec eux, ou sont brûlés dans le flux solaire qu’ils créent. On s’inquiète également de l’éblouissement qu’ils produisent, qui affecte la visibilité des pilotes de ligne lorsqu’ils s’approchent au-dessus de leur tête.

La centrale est également visuellement « imposante » selon la Commission californienne des ressources énergétiques et du développement de la conservation, et peu de choses peuvent être faites pour réduire son impact visuel. Cependant, des précautions telles que des clôtures pour empêcher les animaux sauvages d’entrer dans l’enceinte de l’installation et le recyclage de l’eau via le refroidissement par air de la vapeur pour la ramener à l’état liquide, ont permis d’apaiser certaines des inquiétudes initialement soulevées par la National Parks Conservation Association.

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