La coopération algéro-allemande dans le secteur des Energies Renouvelables: Un exemple: le projet C.A.S.A. (Centre d Application Sidi Abdallah)

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Andrée Chaput
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1 La coopération algéro-allemande dans le secteur des Energies Renouvelables: Un exemple: le projet C.A.S.A. (Centre d Application Sidi Abdallah) Elément Principal de ce Projet: La Construction d une Centrale Thermoélectrique Solaire en Tour à l échelle du MW. Ahmed Khedim, Bernhard Hoffschmidt Institut Solaire de l Université des Sciences Appliquées de Aachen, Heinrich-Mußmann-Str. 5. D-5242 Jülich / Allemagne. Tel. : Fax khedim@sij.fh-aachen.de web 17/07/2008 1

2 Côté algérien: Plusieurs Etablissements des différents Ministères algériens peuvent être impliqués dans le Projet dont: Le Ministère de l Energie et des Mines, Le Ministère de l Environnement, Le Ministère de l Enseignement Supérieur. Côté allemand: l Institut Solaire de Jülich (S.I.J.), le Centre Aérospatial de Cologne (D.L.R.), la Société de Construction des Centrales thermoélectriques de Munich (K.A.M.) 17/07/2008 2

l Enseignement Supérieur. Côté allemand: l Institut Solaire de Jülich (S.I.J.), le Centre Aérospatial de Cologne (D.

3 Le projet : C.A.R.E. (Centre for the Application of Renewable Energies ) sur l île de Crête. 17/07/2008 3

4 Le même paysage d une autre perspective 17/07/2008 4

5 Production de la chaleur à haute température (400 C) par concentrateurs solaires en cuvettes paraboliques pour alimenter en énergie thermique une boulangerie industrielle. 17/07/2008 5

6 17/07/2008 6

7 Utilisation de cette chaleur solaire à haute température dans une boulangerie industrielle à Ouagadougou. 17/07/2008 7

8 Les fours de la boulangerie industrielle alimentés en chaleur par le combustible solaire à Ouaga. 17/07/2008 8

9 Une cuisinière solaire mobile construite par l Institut Solaire de Jülich. Elle peut être opératoire dans les écoles, les casernes et les établissements sportifs etc. 17/07/2008 9

10 Un cuiseur en cuvette parabolique simple que les étudiants(tes) ou les lycéens (nes) peuvent, eux-mêmes, construire dans le cadre de leurs travaux pratiques. 17/07/

11 Production de l eau potable par distillateur d eau de mer à étages multiples, avec récupération de chaleur. Remplissage cogénération Distillateur Tubes de déborde- -ment Source de chaleur Flotteur Capteur Solaire-plan Distillât Vidange Eau salée chaude non distillée 17/07/

Remplissage cogénération Distillateur Tubes de déborde- -ment Source

12 Production de l eau potable par distillation de l eau de mer ou de l eau saumâtre à l énergie solaire. 17/07/

13 Installation solaire de dessalement à plusieurs modules. Pour une production importante d eau potable par distillation de l eau de mer à l énergie solaire. 17/07/

14 Une installation de dessalement de l eau de mer à l énergie solaire sur les Iles Canaries construite par l Institut Solaire de Jülich. 17/07/

15 Un capteur solaire à air industriel, développé par l Institut Solaire de Jülich, en coopération avec l industrie allemande. 17/07/

16 L élément principal du Projet C.A.S.A. La Centrale Thermoélectrique solaire en Tour. L idée: 1) Court terme Fabriquer de l électricité solaire par la technologie conventionnelle qui consiste à convertir l énergie de rotation de la turbine en énergie électrique. 2) Long terme Produire de l Hydrogène par les processus de la thermochimie catalytique en dissociant la molécule d eau 17/07/

consiste à convertir l énergie de rotation de la turbine en énergie électrique.

17 Le Centre d essais sur les technologies des Centrales Solaires en Tour à Plataforma Solar Almeria (PSA), construit par l Allemagne et l Espagne près de Séville. 17/07/

18 Plan de la Ville Nouvelle de Sidi Abdallah. 17/07/

19 Une vue de la région accidentée, aux alentours de la Ville Nouvelle de Sidi Abdallah. 17/07/

20 Adapter les éléments de la Centrale thermoélectrique solaire à la topographie de la région de Sidi Abdallah. 17/07/

21 La lumière de tous les héliostats est réfléchie sur une surface réduite (4-6 m2) puis convertie en chaleur à très haute température par un absorbeur C 17/07/

22 Cette énergie thermique peut être utilisée aussi bien pour fabriquer de l électricité que pour produire l Hydrogène par la thermochimie catalytique en dissociant la molécule d eau. Production de l hydrogène par la thermochimie catalytique Vers le processus conventionnel de production de l électricité 17/07/

23 Centrale Thermoélectrique Solaire en Tour Chaudière Chaudière Radiation solaire directe Injection de l air chaud Conduite d air chaud Récepteur/Absorbeur Stockage thermique Stockage thermique Injection de l air froid Conduite de l air froid Conduite d eau Conduite d eau de condensation Alimentation en vapeur Conduite de la vapeur en surchauffe Turbine àturbine vapeur à vapeur Générateur électrique électrique 17/07/

24 De l héliostat au générateur électrique. Récepteur volumétrique Air chaud ( 800 C) Vapeur Générateur Stockage thermique Turbine Champ d héliostats Recirculation d air Air refroidi ( C) 17/07/

25 Récepteur/ Absorbeur La Tour Solaire m Vue de l extérieur 17/07/

26 Principaux composants de la Centrale Solaire contenus dans la Tour Récepteur/ Absorbeur Stockage Thermique Réservoir d alimentation en eau Salles de commande et de contrôle 17/07/ Condensateur et Pompes Turbine à Vapeur

27 Les héliostats poursuivent la trajectoire du soleil,, collectent la radiation solaire et la retransmettent à la Tour où différents récepteurs sont testés (PSA-Espagne) 17/07/

28 Le Récepteur en opération au sommet de la Tour (Centre d expérimentation du Solaire PSA, Espagne) 17/07/

29 Transfert de la production électrique et coûts de l énergie de source solaire La législation sur le transfert de la production électrique de source renouvelable dans le réseau public de distribution existe en Allemagne depuis avril 2000, en Espagne depuis mars 2004, en Algérie depuis avril 2004, En préparation dans d autres pays du Maghreb. Les coûts de production électrique solaire du kwh sont évalués dans les régions à haute insolation (Algérie), à moyen terme, entre 5 à 8 cent par kwh. 17/07/

30 La Centrale Solaire de Jülich: les Partenaires du Projet. 17/07/

31 Données Techniques et économiques de la Centrale Solaire de Jülich Données Techniques sur le site de Jülich Puissance électrique Max.: environ 1,5 MW Radiation solaire directe / DNI 800 kwh/m 2 a Heures opératoires pleine charge : environ 1000 h (stockage!) Production de l énergie électrique environ 1000 MWh / a Surface nécessaire : 18 ha to 25 ha capital d investissement: environ 12 mio. 17/07/

32 La nouvelle conception du type de Centrale solaire en Tour est caractérisée par les particularités suivantes: Utilisation - du matériel en céramiquec dans la technologie de l absorbeur, - de l air atmosphérique comme fluide caloporteur, - de nouvelles générations g d héliostats, - d un nouveau système de stockage de chaleur à très haute température ( sable en quartz) ) etc. 17/07/

33 Une nouvelle approche: le sable comme moyen de Stockage de l énergie solaire thermique à très haute température. Récepteur volumétrique Echangeur de chaleur Air Sable Stockage froid Tour Stockage Chaud C Champ d héliostats G Refroidisseur du lit fluidifié Turbine à vapeur 17/07/

34 Le transfert de chaleur Air : Sable est fonction: 1) du dimensionnement des grains de sable 2) de la vitesse des débits (Air et sable Principe de Construction de l échangeur de chaleur: Air : Sable T Sable =200 C V Sable = 1,3cm/s On minimise la baisse de pression de l air en choisissant un mur filtrant approprié aux grains de sable Choix de matériel résistant au frottement du mur-filtrant Parois poreuse T Air = 800 C V air = 1m/s T Air = 310 C Soupape d étranglement Une conception de construction compacte qui baissera les coûts un minimum de matériaux. T Sable, moyenne =710 C 17/07/

35 Montage expérimental de l échangeur de chaleur au laboratoire de l Institut Solaire de Jülich 17/07/

36 Le processus de transfert thermique: air chaud provenant du Récepteur : Sable en provenance du stockage froid Sable froid Air chaud Air refroidi Sable chaud 17/07/

37 Applications des technologies nouvelles sur la concentration de la radiation solaire. Court terme Construction des premières Centrales Thermoélectriques solaires en Europe et en Algérie. Moyen terme On continue dans la Recherche et le Développement dans le but de diminuer les coûts de production du kwh. Long terme Appliquer cette Technologie à la production d un fuel solaire, l Hydrogène par la thermochimie catalytique. 17/07/

38 Le projet européen HYTHEC : Hydrogen Thermo-chemical Cycles Energie Solaire Heat H.T.R Energie Nucléaire H 2 SO 4 SO 2 +H 2 O + ½ O C I 2 + SO 2 + 2H 2 O 2HI + H 2 SO C 2HI I 2 + H C 17/07/ Bilan : H 2 O H 2 + ½ O 2

39 Un héliostath à long débit. Le miroir plan mesure 57 m 2. Il poursuit la trajectoire solaire et réfléchit la lumière solaire vers le récepteur où elle absorbée, c est-à-dire convertie en chaleur. 17/07/

40 La lumière des héliostats amplifiée et réfléchie est déviée par ordinateur pour poursuivre la trajectoire solaire et se maintenir au même emplacement. Caméra 2 1 Faisceau de lumière provenant des héliostats 17/07/

41 bp solar - new assembly building, Hameln Germany EGS-plan Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik Stand , Folie 3 Recherche Développement, Application et Formation dans la Technologie des Energies renouvelables Remplissage Distillateur cogénération Source de chaleur Capteur Solaire 17/07/2008 Distillât Eau salée chaude non distillée Vidange 41

42 L Institut Solaire de Jülich 17/07/

43 Je vous remercie de votre attention! 17/07/

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