Performances de l’unique installation solaire thermodynamique française : la centrale de 10 MWe ELLO

Les centrales solaires à concentration à réflecteurs de Fresnel linéaires en génération directe de vapeur sont reconnues pour leur capacité à produire une énergie renouvelable pilotable, adaptée aux besoins en chaleur de l'industrie. Cependant, le manque de données opérationnelles réelles limite la précision et la validation des modèles numériques et l’optimisation de ces systèmes. Ce travail comble cette lacune en analysant les performances de la centrale ELLO (10 MWe), située à Llo (Pyrénées-Orientales, France), à partir de données collectées en 2025 sur 338 jours d’exploitation valides. La centrale ELLO, opérationnelle depuis 2019, comprend un champ solaire de 27 lignes de miroirs (152 796 m2) et un système de stockage thermique composé de neuf accumulateurs de vapeur (120 m3 chacun), offrant une capacité de 4 heures de production à pleine charge. Le fluide caloporteur (eau/vapeur) permet de générer de la vapeur surchauffée à 286 °C et 70 bars, alimentant une turbine de 10 MWe avec aérocondenseur. Les données proviennent de plus de 200 capteurs repartis dans toute la centrale, avec des moyennes horaires pour les données annuelles et des relevés toutes les 10 secondes pour les données journalières. L’analyse temporelle des puissances journalières révèle un pic de production électrique vers midi, avec un stockage de la vapeur excédentaire produite dans l’après-midi, pour une restitution progressive après le coucher du soleil, illustrant l’efficacité du système de stockage par accumulateur de vapeur dans la gestion de l’intermittence de la ressource solaire. L’étude annuelle met en évidence des variations saisonnières significatives, avec des performances optimales en été et une baisse en hiver, liée à l’ensoleillement et aux températures extérieures. Le rendement global de la centrale, défini comme le rapport entre l’énergie électrique nette produite et l’énergie solaire incidente, atteint son maximum au mois de juin avec un rendement moyen de 6.79%, contre 2.11% en janvier. Les données permettent également d’évaluer les rendements en charge partielle et l’utilisation du stockage thermique, fournissant des indications précieuses pour l’optimisation des composants et des stratégies de contrôle. Cette analyse, basée sur des données opérationnelles uniques, offre une référence concrète pour la conception, la modélisation et l’optimisation des centrales Fresnel en génération directe de vapeur. Sur la base de ces données, un modèle dynamique global de l’installation sera développé et validé afin de fournir un outil adapté pour l’optimisation de la fourniture de chaleur industrielle décarbonée.

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