Le consortium du projet collaboratif MiCROSOL a inauguré** hier sur le centre du CEA Cadarache (France), le démonstrateur de sa solution d’accès à l’énergie pour accompagner le développement de micro-industries à la base de la pyramide (BoP).
Le projet MiCROSOL a pour objectif de développer une technologie standard unique et modulaire pour produire simultanément de l’électricité, de l’eau potable et de la chaleur au bénéfice principal des micro-industries situées en zone rurale dans les pays à fort ensoleillement, en priorité sur le continent africain. Elle repose sur le principe de cogénération électricité-chaleur, en abordant sous un angle nouveau une technologie déjà répandue : le solaire thermodynamique.
La solution focalise ses contraintes sur la conception d’un stockage thermique n’utilisant que des produits inoffensifs pour l’environnement.
« MiCROSOL est un projet clef pour Schneider Electric dans sa stratégie de développement d’une offre complète et intégrée d’accès à l’énergie pour les populations de la base de la pyramide, déclare Gilles Vermot Desroches, Directeur Développement Durable de Schneider Electric. En collaborant activement avec des jeunes entreprises françaises innovantes, nous faisons non seulement émerger une technologie adaptée aux besoins des micro-industries du BoP, mais créons également les conditions d’une filière française d’excellence à l’export. »
Lancé en novembre 2011 pour une durée de 3 ans et avec un budget de 10,9 millions d’euros, le projet MiCROSOL est mené par Schneider Electric qui coordonne les expertises de 8 autres partenaires industriels et acteurs de la recherche*. MiCROSOL bénéficie du soutien financier de l’ADEME dans le cadre des Investissements d’Avenir, sous forme de subvention et d’avance remboursable à hauteur de 5,1 millions d’euros.
Sélectionné dans le cadre de l’Appel à Manifestations d’intérêt (AMI) Solaire 2011, le projet et son démonstrateur doivent matérialiser la vision 2050 portée par l’ADEME dans sa feuille de route Solaire Thermodynamique pour les industriels français.
Le consortium projette d’installer le premier site pilote sur le continent africain courant 2014 et de démarrer la phase de commercialisation dès 2015 en capitalisant sur les trois années du projet.
Focus sur MiCROSOL
Une solution MiCROSOL produit 50 MWh/an d’électricité, 1.000 m3/an d’eau potable et environ 800 MWh/an d’énergie thermique. Développée avec un souci de robustesse, la solution a une durée de vie prévue de 20 ans minimum.
MiCROSOL garantit l’absence d’émission de gaz à effet de serre, une réduction de la déforestation grâce à une production ‘propre’ de chaleur et d’électricité, l’utilisation de composants en acier et en aluminium facilement recyclables et un stockage thermique innovant par l’utilisation de produits et fluides inoffensifs pour l’environnement.
Descriptif technique
MiCROSOL repose sur le principe de cogénération électricité-chaleur en abordant sous un angle nouveau une technologie déjà répandue : le solaire thermodynamique. Elle peut se décomposer en quatre modules successifs :
► Module « Production d’énergie » : composé d’un champ de capteurs solaires thermiques d’une surface au sol d’environ 20m x 80m et d’une cuve d’eau de 20m3 construits par Exosun et fonctionnant en circuit fermé. Le module génère et stocke l’énergie sous forme d’eau chaude, grâce à une pompe faisant circuler l’eau dans le champ solaire pour la réchauffer
progressivement jusqu’à 180°C et la stocker ensuite dans la cuve ; le stockage thermique ainsi constitué est sans danger pour l’environnement et extrêmement robuste.
► Module « Production d’électricité » : composé d’un moteur ORC
► Module « Production d’eau potable » : composé d’un évaporateur autonome fourni par TMW. Il fonctionne sans membrane de filtration ni pompe à vide et exploite la cogénération électricité-chaleur de la centrale pour accélérer le cycle naturel d’évaporation et de condensation de l’eau. Ce module permet de purifier l’eau de mer ou la saumure en eau pure et potable et peut produire jusqu’à 2 m3/jour. D’autres modules du même type peuvent être ajoutés selon la production voulue ; produit par Exoès, ce second module transforme l’énergie produite par le premier module en convertissant la différence de température en électricité. Il peut ainsi produire jusqu’à 50 MWh/an d’électricité dans des conditions correctes d’ensoleillement ;
► Module « Maintenance et supervision » : composé d’un ordinateur et d’un écran de supervision pouvant être installés sur place ou à distance. Ce module permet à l’opérateur de contrôler la production d’une ou plusieurs centrales simultanément et de gérer les pannes éventuelles avec simplicité et efficacité.
Outre les modules des différents partenaires, MiCROSOL intègre de nombreuses technologies à tous les niveaux de la solution :
– Système de motorisation pour tracker solaire ;
– Onduleur solaire et électronique de puissance :
– Délestage de charge automatique ;
– Variateur de vitesse pour pompe, automate programmable ;
– Interface Homme-Machine,
– système de supervision et de contrôle à distance ;
** Cette inauguration a eu lieu en présence de Christian Bonnet, Directeur du Centre CEA Cadarache ; Bruno Lechevin, Président de l’ADEME ; Gilles Vermot Desroches, Directeur Développement Durable de Schneider Electric ; Frédéric Conchy, Président d’Exosun ; Charles Agueh, Président d’EcoLabs ; et Pradeep Monga, Directeur Energie & Changement Climatique de l’UNIDO (Organisation pour le développement industriel des Nations Unies).
* Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Exoès ; Exosun ; le Laboratoire d’Energétique, de Mécanique et d‘Electromagnétisme (Université Paris Ouest) ; le Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée (Université de Lorraine) ; Sophia-Antipolis Energie Développement ; Stiral ; TMW
mais l’article ne dit pas ce qui est prévu pour les périodes sans soleil, qui se produisent même dans les régions les plus ensoleillées. Laissera-t-on les usagers dans le noir, ou un groupe électrogène est-il caché dans un coin ?
en faisant de la cogénération solaire. Les trois premiers “modules” existent sur le marché, et tout le sujet tient dans l’assemblage intégré au quatrième. Ca commence par un module de production d’énergie à concentration et tracker, inadapté aux sables abrasifs ennemis de tout mouvement mécanique et à la sécheresse des pays ensoleillés de l’Afrique. Ca se poursuit par une course de cycles entre Rankin, Kalina et Hirn, se disputant les rendements. Et cà se termine par l’évaporateur d’une autre cleantech française pour produire de l’eau … chaude. Heureusement que Scheider était là pour faire le “BoP” aux pyramides du CEA. Je ne sais pas pourquoi, mais j’ai l’impression que c’est une véritable usine à gaz, spécialité certes du Commissariat à l’Energie Atomique en mal de reconnaissance. Je suis curieux de voir un jour l’éléphant accouchant de sa souris en terre africaine. Il me semble qu’il y a d’autres éléphants plus intéressants, capables de générer de vrais éléphantaux en Afrique. Il y a déjà de quoi faire un grand parc zoologique à Cadarache.
curieux ce 50Mwh lapidaire de production électrique, bien faible par rapport aux 800Mwh Thermique. Typiquement un module ORC récupère au moins 15% d’une chaleur d’au moins 120°,ce qui semble bien être le cas ici (180° évoqués). Donc si on prend basiquement 15% de 800Mwh Thermique stockable pilotable (mais ça pourrait être 15% de la chaleur primaire générée, ce qui ferait au moins le double probablement ) on devrait arriver au minimum minimorum à 120 Mwh. avis bienvenus
Comme le montre ce graphique de l’ADEME, les module ORC permettent d’utiliser de faibles températures mais avec des rendements inférieurs aux autres machines thermiques. Par exemple, le module ORC du Centre Hospitalier Sud Francilien produit 528 kW avec une chaudière de 2,5 MW soit un rendement de 15%.
Il y aura toujours de mauvaise langues pour critiquer, surtout lorsqu’on est dans un bureau en France… Je peux vous garantir que cette solution, si elle se développe à un prix raisonnable, verra un développement important dans les sites isolés de la zone tropicale. 1 – je suppose que la répartition eau chaude/électricité pourra s’adapter au besoin… ici, l’eau est chaude naturellement ou presque ! 2 – le stockage de la chaleur pour la nuit fait partie des solutions déjà développées ailleurs, et c’est mieux que les batteries 3 – le rendement global est nettement supérieur à celui du PV qui nécessite des batteries… Rendement global avec les batteries ? à vous de l’estimer, mais ce n’est pas haut ! 4 – tenue au sable dans le désert… Et les PV qui sont dépolis et dont le rendement baisse avec la chaleur… En bref, chaque solution a ses limites et il faut adapter. Il existe des pompes à pétrole dans le désert. La technologie de leurs mouvements est certainement adaptable aux trackers.
Personnellement je trouve que le stockage en eau est justement une bonne idée pour l’environnement et un bon compromis coût/efficacité au regard de la capacité thermique de ce fluide. De ce que j’ai pu comprendre c’est leur moyen de produire jour et nuit tout au long de l’année, c’est le principe d’un stockage. Après pour les performances globales, leur production thermique doit être à priori consommée de 3 manière : le surplus de prod de la journée pour la décharge de la nuit ou les intempéries, la consommation de l’ORC le jour et la production d’eau potable. Dommage qu’on ne connaisse pas la consommation énergétique pour produire ces 1000 m3 d’eau dans cet article. Finalement si les pays chaud n’étaient pas compatibles avec la concentration solaire, pourquoi un géant comme TOTAL choisirai cette voix avec son SHAMS 1 de 100MW en plein desert plutôt qu’une bonne vieille centrale nucléaire ou encore des groupes électrogènes à gogo, dans le fond c’est pas le pétrole qui lui manque. Sans vouloir faire la publicité et pour avoir déjà vécu en Afrique du Nord et connu les problèmes liés à l’eau ou l’électricité, c’est tout de même une bonne solution pour les sites isolés des villes et infrastructurs coûteuses à mettre en oeuvre. Si la solution au problème des gens dans le besoin est de construire une centrale à charbon ou nucléaire, tirer des kilomètres et kilomètres de cuivre puis finalement puiser à tout va dans les nappes phréatiques déjà à sec et complètement polluées par leur agriculture iraisonnée, je préfère opter pour la solution que présente Schneider. Un peu de durable ne fera pas de mal à ce monde qui ne demande que ça!
Il est un peu difficile de raisonner sans schéma, et je n’en ai pas trouvé. Cependant, on peut penser que la chaleur nécessaire à l’évaporateur pour la production d’eau potable est fournie par la condensation du fluide organique . Et par ailleurs il est dit que c’est réalisé “sans pompe à vide “, ce qui voudrait dire que l’évaporateur travaille aux environs de 100° ou un peu plus, et que donc la vapeur du fluide organique serait condensée à une température légèrement supérieure. Et donc le cycle ORC travaillerait entre 180°C et environ 100°C, ce qui n’est pas énorme d’où la faible production. Mais ce ne sont que des hypothèses. Si quelqu’un a mieux, pas de soucis.
il faut lire tout l’article et ne pas partir en live sur l’alternance jour nuit du soleil dés qu’on arle d’énerfie solaire. justement le solaire thermodynamique se sert d’un gros stockage dans cet exemple 20m3 combien fait votre ballon d’eau chaude? 80 litre, 200 litres? là il y a donc l’équivalent de plus de 100 ballons. bien isolé cela peut largement garder de l’eau chaude toute la nuit. quelques batterie pour l’électrique, et un réservoir pour l’eau potable et on dispose des ressources jour et nuit jour et nuit , même si le soleil ne brille pas. de toute façon, par rapport à la disponibilité électrique en afrique, on peut dire que ce système, ce serait du grand lux(e) ;o), même si ça ne fonctionne pas la nuit ou un jour sur deux. ce qui sera produit, sera dans tous les cas meilleur que rien du tout! ou de la prod par générateur essence! calmez-vous sur le solaire, c’est stockable!
20m3, mais à 180°C. Ce n’est plus tout-à-fait un chauffe-eau du commerce, on travaille à plus de 10 bar.Mais je vous l’accorde ce n’est pas un challenge technique. Tout ou presque est stockable, ce n’est qu’une question de prix. Cf nos multiples débats ( notamment avec Lionel-fr) sur le stockage massif d’hydrogène.