Quels sont les inconvénients de l'énergie solaire thermique concentrée?

L'énergie solaire concentrée semble en surface être une excellente source d'énergie pour le réseau. Il est durable, n'a pas de déchets évidents à traiter pendant la construction ou l'exploitation, et avec un stockage thermique, il peut générer de l'électricité la nuit ou par temps nuageux. Il semble résoudre tous les problèmes liés à la production de combustibles fossiles, nucléaire, photovoltaïque ou éolien. Y a-t-il un inconvénient que je ne vois pas? Ne devrions-nous pas construire ces usines le plus rapidement possible?

Il n'y a pas de balles d'argent pour décarboniser la grille. C'est une bonne nouvelle: cela signifie que vous pouvez arrêter d'en chercher une et accepter que chaque forme de génération a ses avantages et ses inconvénients.

L'énergie solaire concentrée [CSP] repose sur la lumière directe du soleil . Pas seulement la lumière du jour ambiante, mais beaucoup de lumière directe du soleil toute l'année. Alors que le photovoltaïque ordinaire [PV] fonctionnera à peu près partout dans le monde, des tropiques aux pôles.

CSP ne fonctionne pas à toutes les échelles. Les prototypes déterminent toujours ce qui est le plus économique. Le PV fonctionne à peu près à n'importe quelle échelle, des watts aux gigawatts.

Le CSP en est encore à ses balbutiements. Il existe peut-être quelques milliers de prototypes à l'échelle du réseau dans le monde, ~ 4-5 GW de capacité totale, et ceux avec un stockage intégré pour un fonctionnement 24h / 24 et 7j / 7 sont encore plus rares, car les données économiques pue. Nous n'avons aucune idée des performances à vie, de la conception optimale, des régimes de maintenance optimaux, etc. Alors que le PV est un produit de base fabriqué en grande quantité - nous approchons actuellement d'un milliard de panneaux photovoltaïques dans le monde, avec une capacité d'environ 200 GW - cinquante fois plus de capacité et cinq ou six ordres de grandeur d'unités répétables en plus.

Le CSP est complexe et prend du temps à concevoir, installer et mettre en service. Le PV est très rapide et très facile à concevoir, installer et mettre en service.

Le stockage n'est, dans la plupart des pays du monde, pas un produit de grande valeur. Donc, avoir un stockage intégré n'est pas - en soi - une chose intrinsèquement précieuse.

Nous ne savons pas quel sera son coût à vie par unité d'électricité fournie. Nous n'avons que quelques jeunes prototypes pour continuer. Ce genre d'incertitude dissuade les investisseurs.

Tout ce que nous faisons en tant qu'humains a des conséquences en quelque sorte. Bien que ce ne soit pas un énorme inconvénient (à mon avis), les critiques ont souvent cité les effets négatifs supposés de la plante sur la faune:

Article Wikipédia :

Il a été noté que les insectes peuvent être attirés par la lumière vive causée par la technologie solaire concentrée, et en conséquence les oiseaux qui les chassent peuvent être tués (brûlés) si les oiseaux volent près du point où la lumière est focalisée. Cela peut également affecter les rapaces qui chassent les oiseaux. Les responsables fédéraux de la faune ont commencé à appeler ces tours électriques «respectueuses de l'environnement» des «méga pièges» pour la faune.

Nouvelles de Nature World :

Malheureusement, environ deux heures après le début du test, les ingénieurs et les biologistes sur place ont commencé à remarquer des "streamers" - des traînées de fumée et de vapeur causées par des oiseaux volant directement dans le champ du rayonnement solaire. Quelle humidité était sur eux vaporisée instantanément, et certains s'enflammèrent instantanément - du moins, jusqu'à ce qu'ils commencent à battre frénétiquement. On estime que 130 oiseaux ont été blessés ou tués au cours du test.

La véracité de ces affirmations est cependant remise en question (d'après l'article Wikipedia):

Cependant, l'histoire de la centrale solaire d'Ivanpah a été exagérée, comptant les dizaines de milliers de morts, alarmant les centrales solaires concentrées (CSP), qui n'étaient pas fondées sur des faits, mais sur les spéculations d'un opposant. Selon des rapports rigoureux, en plus de six mois, seulement 133 oiseaux chantés ont été dénombrés. Et non seulement le nombre de morts d'oiseaux est bien inférieur aux centaines de millions à des milliards qui meurent chaque année des collisions avec les fenêtres, les véhicules et les lignes électriques., Mais, en focalisant pas plus de 4 miroirs sur un seul endroit dans l'air pendant En veille, au Crescent Dunes Solar Energy Project, en 3 mois, le taux de mortalité est tombé à zéro décès.

Au Royaume-Uni , le soleil ne brille pas tous les jours. Nous avons également besoin de plus de puissance en hiver lorsque le soleil brille le moins.

Par conséquent, chaque centrale solaire doit être soutenue par une autre centrale électrique qui peut fonctionner lorsque le soleil ne brille pas. L'énergie solaire concentrée permet un stockage à court terme de la vapeur, donc au moins gère 5 minutes de couverture nuageuse, elle n'aide pas beaucoup avec le «problème d'hiver».

Cependant, dans une zone où le besoin en énergie de pointe est lors des journées chaudes et ensoleillées en raison de l'énergie solaire AC, devenir une bien meilleure option.

Nous devons ensuite nous demander si l'énergie solaire concentrée (CSP) en vaut la peine par rapport au photovoltaïque (PV). Le PV est un produit de base et devient moins cher chaque année, de sorte que tout CSP peut offrir sur le PV est le stockage à court terme de l'énergie.

S'il y avait un grand investissement dans CSP dans les bonnes régions du monde, avec de nombreux concepteurs en cours de construction et de perfectionnement, cela pourrait alors s'avérer très bon. Cependant, je m'attends à ce que nous ne le sachions jamais, car il est difficile de faire l'investissement, étant donné que le PV est bien compris et que le courant alternatif peut être désactivé pendant quelques minutes si un nuage empêche le PV de fonctionner. (Le stockage de la «froideur» dans un bâtiment est une méthode de stockage efficace de l'énergie.)

Les centrales solaires concentrées sont mieux situées dans des zones isolées qui reçoivent beaucoup de soleil toute l'année, ce qui signifie essentiellement des régions arides ou semi-arides. La plupart de ces régions n'ont pas de grandes populations, donc de longues lignes de transport d'électricité seront nécessaires.

Pour augmenter les performances et l'efficacité, chaque usine de CSP devra être conçue et construite de manière unique pour le trajet et l'élévation du soleil à chaque emplacement où une usine de CSP sera établie; en particulier pour le système de suivi du soleil qui sera nécessaire pour concentrer en continu la lumière d'un soleil en mouvement sur un seul endroit. La trajectoire du soleil varie tout au long de la journée et d'un jour à l'autre - faibles altitudes en hiver, hautes altitudes en été.

La puissance de sortie sera optimale lorsque le soleil est à son point le plus haut dans le ciel et fonctionne bien 2 à 3 heures de chaque côté. Le matin et la fin de l'après-midi, le CSP ne reçoit pas beaucoup de lumière solaire utilisable.

Certaines de ces réponses ont déjà abordé l'impact environnemental du CSP, je voudrais ajouter cet article comme source. Il réitère les points soulevés par d'autres qui ont répondu à la question du PO et souligné les problèmes de biodiversité (en particulier d'espèces d'oiseaux).

Cependant, personne n'a souligné l'utilisation d'eau requise pour le système de refroidissement, qui est également importante. Au fil du temps, nous devrons être plus prudents dans notre utilisation de l'eau, car nous avons déjà besoin d'une "révolution bleue".

Je pense que le CSP est un formidable complément aux systèmes PV et à d'autres types d'énergie alternative. Il rend le solaire capable de réaliser un réseau plus stable sur des installations à l'échelle industrielle. Cependant, nous devons faire attention à la façon dont nous le construisons et combien nous le construisons pour minimiser les coûts environnementaux.

Les avantages l'emportent sur les inconvénients, il nous faut donc consolider la volonté politique de faire les investissements nécessaires. Les emplacements idéaux dans les zones arides ensoleillées seraient à côté de la mer pour alimenter les usines de dessalement. Les CSP peuvent être utilisés avec PV pour ces applications.

En dessalant et en électrolysant l'eau de mer, nous obtenons de l'hydrogène en plus de l'eau douce en plus de l'énergie électrique. Grâce à l'électrolyse, nous pouvons également obtenir des hydroxydes pour éliminer le dioxyde de carbone des gaz d'échappement des installations de combustion d'hydrocarbures. Les hydroxydes, principalement l'hydroxyde de sodium, réagiraient avec le dioxyde de carbone pour former des carbonates qui sont des précipités solides. Le carbonate peut être encaissé en crédits de carbone sur le marché de la séquestration du carbone. Nous obtenons également du chlore issu de l'électrolyse de l'eau de mer qui est également un produit très utile notamment dans le tiers monde où il peut être utilisé pour stériliser l'eau potable.

Je voudrais signaler quelques informations "supplémentaires". Je pense que ces CSP pourraient également être utilisés pour créer de l'hydrogène à partir de l'électrolyse. Augmentant ainsi l'offre qui pourrait être importante pour le développement de la technologie du carburant hydrogène dans les voitures. Car, tout récemment, j'ai lu que ces voitures offrent une autonomie beaucoup plus grande que les voitures électriques mais la densité des «stations hydrogène» est beaucoup trop faible pour que cette technologie évolue. Ainsi, le CSP pourrait avoir des avantages supplémentaires auxquels ils n'étaient même pas destinés. Cela aurait un autre effet positif, les gens n'ont pas à réfléchir à la façon de stocker "l'énergie électrique" car elle a été convertie en "énergie chimique" utilisable (bien que le stockage de l'hydrogène ne soit pas trop simple en soi).