Solar Energy Generating Systems

Centrale solaire SEGS
Vue aérienne montrant une partie de quatre des cinq unités SEGS III-VII située à Kramer Junction.
Localisation
Pays	États-Unis
Coordonnées	35° 01′ 54″ Nord        117° 20′ 53″ Ouest / 35.0316, -117.348
Caractéristiques
Énergie utilisée	Solaire
Technologie	Centrale solaire thermodynamique
Administration
Date de mise en service	1984 (1ère tranche) - 1990 (9ème tranche)
Statut	Opérationelle
Géolocalisation sur la carte : États-Unis
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Solar Energy Generating Systems (SEGS) est la plus grande installation de production d'énergie solaire au monde. Elle se compose de neuf centrales solaires dans le désert de Mojave en Californie, où l'ensoleillement est l'un des meilleurs disponibles aux États-Unis. SEGS I-II (44 MW) sont situés à Daggett, SEGS III-VII (150 MW) sont installées à Kramer Junction, et SEGS VIII-IX (160 MW) sont à Harper Lake^[1]. NextEra Energy Resources exploite et détient en partie les usines situées à Kramer Junction et Lake Harper.

Description

Vue aérienne rapprochée. A noter que plusieurs miroirs sont brisés

Les usines ont une puissance installée de 354 MW, ce qui en fait en 2005 la plus grande installation solaire, tous types confondus, au monde^[1]. La moyenne de la puissance moyenne brute pour l'ensemble des neuf usines du SEGS est d'environ 75 MWe, soit un facteur de charge de 21%. En outre, les turbines peuvent être utilisées la nuit en brulant du gaz naturel.

Selon Nextera, SEGS peut alimenter 232 500 foyers et évite l'émission de 3 800 t de pollution par an, qui aurait été produite si l'électricité était fournie par des combustibles fossiles, tels que le pétrole^[2].

Les installations sont constituées au total de 936 384 miroirs et couvrent plus de 6,5 km2. Alignés, les miroirs paraboliques s'étendraient sur 370 km.

Principe de fonctionnement

Schéma d'un miroir cylindro-parabolique

L'installation utilise la technologie solaire thermique via des miroirs cylindro-paraboliques, avec en complément du gaz naturel, pour produire de l'électricité. 90% de l'électricité est produite grâce à la lumière du soleil. Le gaz naturel est utilisé uniquement lorsque le rayonnement solaire est insuffisant pour répondre à la demande de Southern California Edison, le distributeur d'électricité dans le sud de la Californie.

Miroirs

Les miroirs cylindro-paraboliques sont en forme de demi-tube. Le soleil brille sur les panneaux en verre, qui réflechissent 94% de la lumière incidente, à la différence des miroirs classiques, qui n'ont que 70% de réflectivité. Les miroirs suivent automatiquement le soleil toute la journée. La principale cause de bris des miroirs est le vent, 3 000 sont en moyenne remplacés chaque année. Les opérateurs peuvent faire pivoter les miroirs pour les protéger pendant les tempêtes de vent intense. Un système automatique de lavage est utilisé pour nettoyer périodiquement la partie réfléchissante des miroirs.

Transfert de chaleur

La lumière du soleil est réfléchie sur les miroirs et est dirigée vers un tube central rempli d'huile synthétique, qui s'échauffe à plus de 400 °C. La lumière réfléchie focalisée sur le tube central est de 71 à 80 fois plus intense que la lumière du soleil ordinaire. L'huile synthétique transfère sa chaleur à l'eau, qui bout et entraîne la turbine à vapeur à cycle de Rankine^[3], ce qui génère de l'électricité. L'huile synthétique est utilisée pour transporter la chaleur (au lieu de l'eau) pour conserver une pression peu élevée.

Emplacements

Les centrales SEGS ont été construites par les Luz Industries^[3][4], et mises en service entre 1984 et 1991. Kramer Junction emploie environ 95 personnes et 45 personnes travaillent à Harper Lake.

Historique et données opérationelles des centrales SEGS

Centrale	Année de construction	Localisation	Puissance nominale	Surface au sol	Température de l'huile	Production brute d'électricité (MWh)
			(MW)	(m²)	(°C)	1996	Moyenne 1998–2002
SEGS I	1984	Daggett	14	82 960	307	19 900	16 500
SEGS II	1985	Daggett	30	165 376	316	36 000	32 500
SEGS III	1986	Kramer Jct.	30	230 300	349	64 170	68 555
SEGS IV	1986	Kramer Jct.	30	230 300	349	61 970	68 278
SEGS V	1987	Kramer Jct.	30	250 500	349	71 439	72 879
SEGS VI	1988	Kramer Jct.	30	188 000	391	71 409	67 758
SEGS VII	1988	Kramer Jct.	30	194 280	391	70 138	65 048
SEGS VIII	1989	Harper Lake	80	464 340	391	139 174	137 990
SEGS IX	1990	Harper Lake	80	483 960		141 916	125 036
Sources: Solargenix Energy[5], KJC Operating Company[6], IEEE[7], NREL[8]

Harper Lake

SEGS VIII et SEGS IX, situés à 35° 01′ 54″ N 117° 20′ 53″ W / 35.0316, -117.348 (SEGS VIII and IX), sont les plus grandes centrales solaires individuellement et collectivement au monde^[9]. Elles sont les dernières, les plus grandes et les plus avancées des neuf unités du SEGS. Elles ont été conçues pour faire des économies d'échelle. SEGS VIII et IX ont fonctionné de façon continue et ont été un succès commercial depuis le début^[3].

Kramer Junction

Cet emplacement (35° 00′ 51″ N 117° 33′ 32″ W / 35.0142, -117.559 (SEGS III–VII)) reçoit en moyenne 340 jours de soleil par an, ce qui en fait un endroit idéal pour la production d'électricité solaire. L'ensoleillement direct normal moyen est de 7,44 kWh/m²/jour (310 W/m²)^[6], l'un des meilleurs des Etats-Unis.

Daggett

SEGS I et II sont situés à 34° 51′ 47″ N 116° 49′ 37″ W / 34.8631, -116.827 (SEGS I and II).

Accidents et incidents

En février 1999, un réservoir de stockage de 3 400 m3 de therminol a explosé à la centrale solaire SEGS II (Daggett), projetant des flammes et de la fumée dans le ciel. Les autorités ont essayé de protéger des flammes deux cuves adjacentes qui contenaient de l'acide sulfurique et de l'hydroxyde de sodium. Une zone de 1,3 km2 a été évacuée^[10].

Voir aussi

• Liste des centrales solaires thermodynamiques
• Miroir cylindro-parabolique
• Centrale solaire
• Énergie solaire thermique

Références

1. ↑ ^{a et b} The Energy Blog: About Parabolic Trough Solar
2. ↑ Solar Electric Generating System. Consulté le 2009-12-13
3. ↑ ^{a, b et c} Solar thermal power generation, Solel Solar Systems Ltd. Consulté le 2010-09-30
4. ↑ Alexis Madrigal, « Crimes Against the Future: The Demise of Luz », Inventing Green, November 16, 2009. Consulté le 30 September 2010
5. ↑ Gilbert Cohen, « IEEE May Technical Meeting », dans IEEE, Solargenix Energy, 2006, p. 10 
6. ↑ ^{a et b} (en) Scott Frier, « Parabolic Trough Workshop », dans Kramer jonction, KJC Operating Company, 1999 
7. ↑ D. Kearney, « Solar Electric Generating Stations (SEGS) », dans IEEE Power Engineering Review, IEEE, vol. 9, n^o 8, août 1989, p. 4–8 [lien DOI (page consultée le 2008-09-10)] 
8. ↑ Hank Price, « Trough Technology - Algeria », dans Technology, NREL, 2002, p. 9 
9. ↑ Jones, J. (2000), "Solar Trough Power Plants", National Renewable Energy Laboratory. Retrieved 2010-01-04.
10. ↑ Storage Tank at Solar Power Plant in Desert Explodes; Immediate Area Is Evacuated

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :

• « Solar Energy Generating Systems », sur Wikimedia Commons (ressources multimédia)

• Ten facts about solar thermal power

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Solar Energy Generating Systems » (voir la liste des auteurs)