Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
2.2. Filières, verrous et perspectives
Comme pour les autres technologies, la première clé sera la diminution des coûts, qui
passera par :
− la réduction des coûts de fabrication avec une forte automatisation pour les
optiques et les suiveurs ;
− l’augmentation du rendement des cellules et du système ;
−
−
l’augmentation éventuelle du facteur de concentration, qui nécessitera de relever
des défis d’ordre thermique (refroidissement), optique (aberrations chromatiques
pour les options Miroir de Fresnel) et mécanique (alignement notamment) ;
l’amélioration de la durabilité des systèmes grâce à la résolution de problèmes
technologiques liés entre autres aux fortes variations de température et d’humidité
entre jour et nuit sous certains climats, tant pour les modules que pour les
trackers.
L’arrivée attendue de nouvelles cellules à quatre jonctions ou plus devrait hisser les
rendements cellules et systèmes à 45 % et 30 % respectivement, d’ici trois ou quatre
ans. Si la cellule constitue la clé du développement de la technologie, ses
performances et son coût relatif dans le système sont intimement liés à ceux des
autres composants, et en particulier à l’optique. Les rendements optiques moyens
des systèmes de concentration sont aujourd’hui de 80 % seulement et pénalisent
encore fortement le rendement module. L’utilisation de taux de concentration très
élevés (supérieurs à 1 000) apparaît également comme un moyen efficace de réduire
l’impact du coût « cellules » dans le système à court/moyen terme.
3 Solaire thermodynamique à concentration (CSP)
La filière solaire thermodynamique fait référence aux technologies permettant de
produire de l’électricité en concentrant le rayonnement solaire grâce à des miroirs ou
des réflecteurs : on parle alors de solaire thermodynamique à concentration (en
anglais Concentrated Solar Power ou CSP). Tout comme pour le solaire
photovoltaïque à concentration, le rayonnement diffus ne pouvant être focalisé, seul le
rayonnement direct du soleil (qui représente entre 50 % et 90 % de la totalité du
rayonnement solaire au sol, selon la nébulosité) va être concentré ; mais contrairement
au solaire photovoltaïque dans le cas du solaire thermodynamique, la concentration
du rayon lumineux va permettre de chauffer un fluide caloporteur qui va être utilisé,
comme dans une centrale thermique classique, pour produire de l’électricité. Par
conséquent, le solaire thermodynamique nécessite un ensoleillement direct élevé : les
sites doivent se trouver dans les régions soumises à une radiation directe d’environ
1 800 kWh/m²/an. Les marchés concernés sont similaires à ceux du solaire
photovoltaïque à concentration, à savoir la ceinture solaire (mentionnée plus haut).
3.1. Les marchés du solaire thermodynamique à concentration
Le solaire thermodynamique présente des avantages par rapport au photovoltaïque :
− une production plus régulière tout au long de la journée, contrairement aux
panneaux photovoltaïques dont la production peut chuter brutalement au moindre
nuage ;
Centre d’analyse stratégique - 114 - Août 2012
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