Une ingénierie verte de pointe pour l'énergie solaire thermique

Notre monde a besoin de nouvelles sources d'énergie sûres et fiables pour que la croissance économique actuelle puisse nous procurer toute l'énergie dont nous avons besoin à un prix raisonnable. Les sources d'énergie renouvelables sont l'option la plus respectueuse de l'environnement. Parmi toutes les sources d'énergie renouvelables en cours de développement, l'énergie solaire concentrée (CSP) est probablement la plus attrayante en raison des réserves d'énergie solaire illimitées disponibles dans les régions ensoleillées du monde.
L'énergie du soleil – capturée, utilisée et stockée
Le principe de la CSP est très simple. L'énergie solaire est collectée au moyen d'un système qui concentre l'énergie thermique en un point où elle peut être recueillie et transférée pour être utilisée – généralement par conversion en vapeur – pour la génération d'électricité en turbine classique. L'énergie thermique est recueillie pendant les heures du jour et peut être stockée dans des systèmes de stockage de chaleur spéciaux afin de prolonger la période de travail consacrée à la production d'énergie électrique.

Un système de protection incendie et d’isolation Promat éco-nomique rendra la CSP plus efficace
Le défi consiste à capturer et utiliser l'énergie de la chaleur du soleil de façon aussi efficace et rentable que possible. La CSP étant un processus thermique, l'utilisation de la meilleure isolation thermique possible dans une installation veille à ce que les pertes de chaleur évitables soient maintenues au strict minimum et à ce que le processus global soit thermiquement aussi efficace que possible.

Les défis :
  • Gestion thermique – maîtrise des pertes d'énergie – optimisation de la conception.
  • Réduction maximale des pertes de chaleur.
  • Efficacité maximale de la centrale.
  • Conception pour un fonctionnement en continu.
  • Facile à installer et à remplacer pendant la maintenance de routine.
  • Retour sur investissement en matière d'isolation < 1 à 3 ans (durée de vie totale de plus de 25 ans).
  • Réduction du coût total de la centrale de production (réduction des coûts de l'énergie actualisés).

Promat peut vous aider à relever tous ces défis de conception. Grâce au portefeuille de produits le plus vaste du marché, basé sur les produits d'isolation les plus performants dotés de la plus faible conductivité thermique, nous sommes en mesure de concevoir une « solution technique » optimale quel que soit le défi de conception. Cet accès aux meilleurs produits d'isolation – produits microporeux, à base de silicate de calcium ou réfractaires et laines haute température bio-solubles – fait qu'un système Promat ne peut jamais être concurrencé en matière de performances. Les pertes de chaleur à chaque étape peuvent être réduites de 30 à 50 %.

Promat offre compétence éprouvée, expérience et fiabilité dans la fourniture de solutions techniques d'isolation sur mesure.

Applications

Tour CSP

Les tours solaires captent l'énergie du soleil en utilisant un champ de simples réflecteurs appelés héliostats, chacun pouvant mesurer jusqu'à 120 m². Ceux-ci reflètent, focalisent et concentrent la chaleur du soleil sur un récepteur placé au sommet d'une tour pouvant atteindre 30 à 250 m de hauteur. Il existe deux principaux types de récepteur et la température de fonctionnement (en fonction de la méthode de transfert de chaleur utilisée) la plus élevée peut atteindre 1 000 °C.

Récepteur volumétrique
Un récepteur volumétrique est essentiellement une gigantesque maille en céramique qui transfère l'énergie thermique au moyen d'un système à air pressurisé qui attire l'air à travers la maille pour le faire entrer dans le cycle de génération de vapeur.

Récepteur cylindrique
Ce type de récepteur extrait la chaleur à travers des faisceaux de cylindres où l'énergie du soleil est transférée au système de génération d'électricité par un fluide de transfert de chaleur (FTC). Lorsque le FTC est un sel fondu, bien que la température d'entrée soit généralement inférieure à 300 °C, la température du récepteur pouvant atteindre 1 000 °C, il est possible que la température du FTC atteigne bien plus de 500 °C quand il quitte le récepteur. Ces températures exigent le meilleur en matière d'isolation thermique pour conserver l'énergie thermique et empêcher les fuites de chaleur. Pour chaque type de système de récepteur, l'utilisation d'un système Promat conçu sur mesure améliore considérablement l'efficacité du processus.

Promat intervient sur différentes parties d'une tour solaire :

Habillages de four
Il s'agit ici essentiellement de systèmes d'isolation basés sur des produits microporeux.

Canalisations/lignes d'air chaud
La laine haute température bio-soluble est utilisée à proximité des éléments chauffants. Elle est combinée avec les produits MICROTHERM® MPS et MICROTHERM® QUILTED ou MICROTHERM® OVERSTITCHED. Le MONOLUX® ou le PROMASIL® sont utilisés pour les systèmes avec mise en forme.

Cuves de stockage de la chaleur
Principalement les nappes haute température bio-solubles PROMAGLAF®, les produits MICROTHERM® QUILTED ou MICROTHERM® OVERSTITCHED, MONOLUX®, PROMABOARD® et PROMALIGHT®. Pour les murs de séparation, on utilise les panneaux SUPALUX-V® à base de silicate de calcium/vermiculite.

À l'extérieur du bouclier thermique et comme isolation arrière du récepteur
Ensembles basés sur les systèmes SCUTTHERM® sur mesure, avec absorption solaire extrêmement faible.

Cavité du récepteur
Ensembles basés sur les systèmes SCUTTHERM® sur mesure, avec absorption solaire extrêmement faible.
Système cylindro-parabolique à récepteur

Dans le système cylindro-parabolique, l'énergie du soleil est capturée par un champ de collecteurs constitué de nombreuses rangées parallèles de collecteurs solaires, chacun pouvant pivoter sur l'axe NS afin de suivre la trajectoire du soleil. Chaque collecteur est un réflecteur parabolique qui concentre le les radiations directes des rayons solaires sur un tube récepteur placé au foyer de la parabole. La température du tube du récepteur contenant un fluide de transfert de chaleur (FTC) est d'environ 400 °C.

Le défi des articulations à rotules et des articulations rotatives
Chaque collecteur effectuant un mouvement de pivotement lorsqu'il suit la course du soleil, des articulations pivotantes spéciales isolées sont nécessaires pour la connexion aux autres collecteurs et aux conduits de distribution transportant le FTC. L'isolation doit être facilement démontable pour les inspections de routine. Différents systèmes basés sur le MICROTHERM® MPS ainsi que sur des enveloppes flexibles constituées de panneaux MICROTHERM® OVERSTITCHED sont proposés.

Sécurité incendie
En raison du risque de fuites de FTC au niveau des pièces mobiles de l'articulation à rotule et du risque de combustion spontanée occasionnée par les températures de fonctionnement élevées, un système d'enveloppes flexibles avec finition en acier inoxydable sur la face chaude a été développé. Il empêche le fluide de transfert de pénétrer dans l'isolant, ce qui minimise efficacement tout risque d'incendie au niveau des articulations. MICROTHERM® est totalement incombustible.
Lignes de conduits de distribution et supports de conduits
En raison de la taille d'une centrale CSP, de longues lignes de conduits interconnectés sont nécessaires pour relier les différentes sections de la centrale. Une perte excessive de chaleur au niveau de ces lignes de conduits réduirait considérablement l'efficacité opérationnelle globale de l'installation.

Un système économique offrant les meilleures performances
Les isolants microporeux MICROTHERM® constitués de sections cylindriques moulées (MPS) pour les diamètres les plus petits, ainsi que les isolants flexibles pour les diamètres plus importants, offrent de nombreux avantages :

  • Les meilleures performances en termes d'isolation – le système d'isolation le plus compact du marché. Démontable facilement pour les inspections de routine et le remplacement.
  • Installation simple et rapide. Coudes et autres raccords préfabriqués disponibles.
  • Performance stable. L'isolant ne se détériore pas avec le temps.
  • Un système sur mesure spécialement ajusté pour l'installation.
  • Avantageux en termes de volume par rapport aux isolants conventionnels moins efficaces. Facilite la logistique et diminue les coûts de montage grâce à l'appréciable diminution du volume d'isolant et aux produits sur mesure – les coudes sont isolés aussi rapidement que les sections rectilignes.


Supports de conduits
En dehors de l'isolation complète de tous les conduits, il est essentiel d'empêcher les pertes de chaleur aux points de support causées par les ponts thermiques résultant du contact direct avec le métal. Le MICROTHERM® présente une excellente résistance à la compression et maintient les performances de l'isolation au point de support, indépendamment du poids des conduits concernés.