Stockage de l'Énergie

Centrale solaire Andasol (Espagne)

Andasol 1 est la plus puissante centrale solaire thermodynamique d'Europe en 2008. Elle est située près de Guadix en Andalousie (Espagne). La centrale a démarré en novembre 2008. Elle génère une puissance-crête de 50 MWc (150 MW avec les extensions Andasol 2 et 3) et sa production est de 175 à 180 GW.h d'énergie électrique par an. Construite sur un site privilégié à 1 100 mètres d'altitude, elle bénéficie d'un climat semi-aride qui se traduit par une insolation directe de 2 200 kWh/m2/an.

Les 625 collecteurs solaires occupent plus de 510 000 m2 de surface, la centrale occupant au total 195 hectares (ce qui fait une densité de puissance moyenne prévue pour la centrale de 10 W/m2). La chaleur est transférée vers un fluide caloporteur constitué d'un mélange de sels fondus composé de 60 % de nitrate de sodium et de 40 % de nitrate de potassium atteignant une température de 392 °C.

Un circuit secondaire est utilisé pour le transfert la chaleur vers un générateur de vapeur haute pression. La vapeur produite est dirigée vers un groupe turbine + alternateur.

Andasol 1 est équipé d'une unité de stockage thermique qui absorbe une partie de la chaleur produite durant la journée afin de la restituer la nuit ou durant les périodes nuageuses1, doublant ainsi pratiquement le nombre d'heures opérationnelles dans le cours d'une année. Le réservoir thermique plein représente une réserve de 880 MW.h de chaleur, soit une réserve suffisante pour actionner la turbine durant 7,5 heures à pleine charge lorsqu'il pleut ou après le coucher du soleil. Les capacités thermiques consistent en 2 réservoirs de 38 mètres de diamètre sur 13 m de haut, stockant 25 000 tonnes de sels.

Principe :

1- Compléter la chaîne d'énergie sur le document réponse.

2- Déterminer la puissance totale solaire reçue par la centrale.

3- Quelle est la quantité d'énergie stockée dans les cuves si l'écart de température entre l'arrivée et la sortie est de Δθ = 92°C. Le sel fondu a une capacité thermique

   massique de 1495 J . kg-1.K-1 et une densité volumique de 1899 kg / m3.

4- Pourquoi utilise-t-on du sel fondu plutôt que de l'eau. (voir article) ?

5- Déterminer la puissance thermique d'une cuve.

6- Déterminer le rendement chaleur/électricité de la centrale.

7- Déterminer le rendement global de la centrale.

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