Conditions cadre et développement du marché
Pour assurer une exploitation rentable, les centrales thermiques solaires nécessitent un pourcentage élevé de rayonnement direct. C’est la raison pour laquelle elles sont mises en œuvre, en général, dans des régions très ensoleillées (par ex. dans le Sud de l’Europe, en Afrique du Nord, dans le Sud-Ouest des États-Unis).
Il y a plus de vingt ans déjà, entre 1984 et 1991, des centrales à miroirs cylindro-paraboliques, avec une puissance totale de 350 MW environ, ont été construites et sont encore exploitées aujourd’hui. Elles ont d’ores et déjà produit, depuis, plus de 16 000 gigawatts (GWh) d’électricité. Dans ce cadre, des firmes allemandes ont livré des composants essentiels tels que les miroirs ou les raccords de tuyaux flexibles. L’expérience de longue date avec ce type de centrale est l’une des raisons majeures pour lesquelles la majorité des projets de centrales initiés depuis 2004 environ, en Espagne, aux USA et dans certains pays d’Afrique du Nord, utilisent les centrales à miroirs cylindro-paraboliques. Cependant, dans le cadre de l’évolution actuelle dynamique du marché, un grand nombre de centrales solaires à tour sont également planifiées et construites. De même, les installations de grande envergure, équipées de capteurs paraboliques avec moteur Stirling ou équipées de lentilles de Fresnel, connaissent un succès analogue.
La première centrale à tour solaire commerciale du monde, PS10, a été mise en service en 2007 à Séville, en Espagne, par la Sté. Abengoa, et a été complétée entre-temps par une PS20, une centrale à tour dont la puissance est deux fois plus élevée. Dans la province espagnole de Grenade, près de Guadix, trois centrales à miroirs cylindro-paraboliques, avec une puissance respective de 50 MW, sont en service ou en cours de construction. Chacune est équipée d’un accumulateur thermique pour une exploitation de sept heures environ, même sans soleil, et elles approvisionnent quelque 600 000 personnes en courant. Au total, l’Espagne compte actuellement des capacités de quelque 800 MW en service et de 900 MW en construction. D’ici à 2013, près de 2 400 MW doivent être mis en service.
Aux États-Unis, on s’attend également à une expansion massive de la capacité de production du thermique solaire. La construction de plusieurs installations dont la capacité oscille entre 250 et 280 MW a été amorcée en 2010. Au total, les projets qui se trouvent actuellement à différents stades de planification et de mise en œuvre, atteignent ici une puissance totale de 9 GW environ. Les firmes allemandes sont extrêmement impliquées dans ces projets, en qualité de développeurs, de constructeurs, de fournisseurs de composants clés, tels que par ex. les tubes récepteurs, ainsi que dans le domaine de l’ingénierie et du contrôle qualité.
En Allemagne, à Jülich, une centrale solaire à tour fonctionne depuis fin 2008.
Avec une puissance électrique de 1,5 MW, elle est exploitée en tant que centrale de référence et plateforme de recherche, dans le contexte de l’expérience de longue date des instituts de recherche et des firmes allemandes. Elle exploite l’air sous forme d’agent caloporteur dans un dénommé récepteur volumétrique. Elle a également recours à un accumulateur, permettant de compenser les fluctuations au niveau des rayonnements du soleil. Les expériences faites lors de la mise en place et l’exploitation de cette centrale de référence constituent les fondements des améliorations envisagées pour des projets ultérieurs. Les firmes allemandes disposent de parts de marché importantes dans le monde entier en ce qui concerne la livraison de composants essentiels, tels que les miroirs de précision pour les centrales cylindro-paraboliques.
