Introduction
Les concentrateurs linéaires sont un type de centrale thermique utilisé pour la production d'électricité. Ce type de centrale appartient à la famille des énergies renouvelables et a récemment connu une croissance d'utilisation en raison de la hausse des prix du charbon et des avancées technologiques pertinentes pour l'industrie. Malgré cela, les concentrateurs linéaires sont relativement nouveaux et produisent très peu de l'approvisionnement électrique mondial total (<0,2%). Cependant, les concentrateurs linéaires montrent un potentiel significatif pour une application plus large et un développement ultérieur.
Description du Processus
La lumière du soleil est concentrée sur un tuyau central positionné au milieu d'une série de miroirs paraboliques. La lumière concentrée chauffe le fluide caloporteur (huile thermique, eau, etc.) qui circule dans le tuyau central. Il est possible de faire bouillir l'eau directement puis d'envoyer la vapeur à la turbine, ou d'utiliser la chaleur de l'huile thermique pour chauffer l'eau dans un système séparé qui se transformera ensuite en vapeur.
La méthode décrite à partir de ce point concerne un système utilisant de l'huile thermique.
L'huile thermique chaude quitte le réservoir de stockage et passe par un générateur de vapeur (échangeur de chaleur). L'eau est chauffée par l'huile jusqu'à ce qu'elle se transforme en vapeur. La vapeur est ensuite envoyée à une turbine à vapeur et l'huile thermique refroidie est renvoyée à un réservoir de stockage.
La vapeur entre dans la turbine à vapeur et la fait tourner en passant à travers les pales. La turbine à vapeur est connectée à un alternateur via une boîte de vitesses et l'alternateur génère de l'électricité. La vapeur est ensuite condensée par un condenseur et pompée de nouveau vers le générateur de vapeur où elle est à nouveau transformée en vapeur.
L'électricité générée par l'alternateur est distribuée à un transformateur électrique où la tension est augmentée. Le courant électrique est ensuite envoyé à travers une station de commutation en plein air et dans le réseau national. Augmenter la tension réduit les pertes lorsque l'énergie est distribuée à travers le réseau national.
Des tours de refroidissement modulaires sont utilisées pour refroidir la vapeur en condensat. L'eau de refroidissement froide est envoyée de la tour de refroidissement au condenseur où elle est chauffée par la vapeur. La vapeur change d'état et devient du condensat. L'eau de refroidissement chauffée est ensuite distribuée à la tour de refroidissement où la chaleur est transférée à l'air ambiant.
Détails du Modèle 3D
Ce modèle 3D montre tous les composants majeurs associés à un concentrateur linéaire typique, ceux-ci incluent :
- Concentrateur linéaire.
- Réservoir de stockage d'huile thermique chaude.
- Réservoir de stockage d'huile thermique froide.
- Pompes.
- Générateur de vapeur.
- Turbine à vapeur.
- Transformateur électrique.
- Condenseur de turbine.
- Station de commutation en plein air.
Comment Fonctionnent les Centrales Solaires à Concentration Linéaire (CSP)
La vidéo ci-dessous est un extrait de notre Cours Vidéo en Ligne sur l'Ingénierie Mécanique et Électrique Expliquée.