I.1.2.2.1. Evaluation des coûts
L'efficacité économique reste un critère
capital dans l'évaluation de la crédibilité d'une
filière de production électrique à grande échelle.
Afin de comparer les coûts de génération de
l'électricité entre eux et pour chaque technique de production,
plusieurs facteurs doivent être pris en compte:
- Le coût d'investissement ;
- Le coût d'opération et de maintenance ;
- Les coûts liés à l'utilisation de
l'énergie primaire.
L'indicateur le plus utilisé pour les centrales
solaires et dans beaucoup d'autres systèmes est le coût unitaire
moyen ; communément appelée méthode LEC (de l'anglais
« Levelized Eletricity Cost. »)
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Il est défini comme le rapport du coût moyen annuel
actualisé des investissements sur la production d'énergie
électrique annuelle nette. Il est calculé de la manière
suivante:
(I.1)
Avec :
(I.2)
Ki est le coût total de l'investissement (liés
à l'achat des équipements de la centrale et à sa
construction).
Km est le coût d'exploitation et d'entretien
(maintenance) ; Kc est le coût des ressources de combustible
(carburant) ; Ee est la production d'énergie
électrique annuelle nette ; ka est l'assurance annuelle ( 1%)
;
kt est le taux d'intérêt ( 8%) ;
n est la période de remboursement en années ( 30
ans) [5].
I.1.2.2.2. Comparaisons
a) Coût unitaire moyen
Les valeurs indiquées sont celles utilisées par
la banque mondiale dans son rapport publié en 2009.
Le graphique de la figure I.5 donne, à titre indicatif,
le LEC en $cts/kWh calculé pour différentes technologies de
production d'électricité pour un site fictif situé en
Californie (USA) [5].
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Figure I.5 LEC en $cts/kWh calculé pour
différentes technologies de production d'électricité
On constate que l'électricité provenant des
centrales solaires est bien moins coûteuse que celle produite par
panneaux photovoltaïques. Parmi les différentes technologies de
concentration solaire, on remarque que les capteurs paraboliques produisent
l'électricité à un coût supérieur par rapport
aux deux autres techniques.
Les coûts peuvent être réduits drastiquement
par la production à grande échelle [5].
Le tableau I.3 récapitule la répartition des
coûts entre les différents composants, LEC solaire 2005 pour les
différentes filières étudiées dans ECOSTAR
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Tableau I.3
Répartition des coûts entre composants, LEC solaire 2005
pour les différentes filières étudiées dans ECOSTAR
(entre parenthèse pour les coûts hybrides)
* pour les centrales de référence de 50 MWel
environ composées de plusieurs modules existants.
b) Propriétés
Le tableau I.2 donne les principales propriétés
pour 2 filières de production d'électricité
par voie solaire concentrée.
Tableau 1.4: Propriétés des 2
filières de production d'électricité par voie solaire
concentrée
(État de l'art en 2007)
c) Coefficient de rendement annuel
Le coefficient de rendement d'une centrale électrique
est égal au rapport de l'énergie générée
effectivement dans une période donnée avec l'énergie qui
pourrait être générée si cette centrale fonctionnait
à plein rendement en permanence ; on calcule ce coefficient de rendement
avec l'équation suivante :
(I.3)
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Les coefficients de rendement annuel atteints par les
centrales solaire à concentration sont indiqués dans le tableau
I.5 ci-dessous. Toutes les technologies peuvent atteindre des coefficients de
rendement beaucoup plus élevés si elles intègrent le
stockage thermique. L'intégration du stockage thermique permet une
utilisation plus efficace de l'énergie solaire du champ de capteurs, et
rend également possible la génération
d'électricité pendant la nuit. Ceci a le potentiel d'augmenter le
coefficient de rendement de 75%.
|
Technologie
|
Facteur de capacité
|
|
Cylindro-parabolique sans stockage
|
25%
|
|
Cylindro-parabolique avec stockage
|
Plus de 40%
|
|
Tour solaire
|
Autour de 25%
|
|
Réflecteur à miroirs de Fresnel
linéaires
|
Autour de 17%
|
|
Capteur
|
50%
|
Tableau I.5 : coefficients de rendement pour
les quatre principales technologies solaire à concentration.
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