Intégration de l’énergie solaire à la production d’électricité au gaz naturel

Par : Chantal Hunter
avril 2014

Bientôt, une centrale électrique au gaz de l’Alberta aura recours à l’énergie solaire pour produire une partie de son électricité.
Image des capteurs solaires paraboliques en position fixe

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Capteurs solaires paraboliques en position fixe

Depuis bien longtemps, la ville de Medicine Hat, en Alberta, dépend du gaz naturel pour produire de l’électricité. Aujourd’hui, un projet pilote vise à ajouter une source d’énergie renouvelable à sa capacité de production : une centrale héliothermique à concentration.

« Les régions du sud des Prairies bénéficient de la plus grande quantité d’ensoleillement direct au Canada et le projet de Medicine Hat a pour but de tirer parti de cette ressource naturelle abondante », explique Reda Djebbar, analyste en énergie solaire, Ressources naturelles Canada (RNCan). « Présentement, la production d’électricité dans ces provinces dépend essentiellement des combustibles fossiles, et avec cet ajout nous espérons en réduire la consommation ainsi que les émissions de gaz à effet de serre. »

Grâce à ce projet, Medicine Hat sera bientôt la première ville au monde à opérer une centrale héliothermique à concentration dans une région froide des hautes latitudes. Elle sera aussi la première ville au Canada à posséder un système de production de vapeur solaire intégré à une centrale électrique au gaz.

Étudier le potentiel de la technologie solaire

Image des capteurs solaires paraboliques en construction

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Construction des capteurs solaires paraboliques

En 2007, la Ville de Medicine Hat a entrepris une étude de faisabilité sur la production d’électricité de source solaire. L’étude avait pour but de déterminer si cette énergie renouvelable pouvait combler en partie la production d’électricité dans la centrale électrique municipale.

Menée en collaboration avec RNCan, l’étude portait plus précisément sur l’intégration d’une centrale solaire thermique utilisant des capteurs solaires à concentration et un système de stockage à haute température afin de remplacer une partie du gaz naturel consommé. Parmi les facteurs évalués dans le cadre de l’étude, mentionnons le rendement possible et le coût d’un tel système.

En 2010, la Ville a réuni le financement requis grâce au ministère de l’Environnement et du Développement durable des ressources de l’Alberta et de la Climate Change and Emissions Management Corporation. RNCan a offert une aide non financière, notamment des conseils techniques, et une subvention pour le choix et l’achat d’instruments de mesure de l’irradiance solaire; le Ministère a également fourni un jeu de données satellitaires d’ensoleillement les plus récentes, un élément essentiel pour la conception du système. Ces instruments de mesure de l’éclairement énergétique, de catégorie recherche, serviront à valider le rendement énergétique du système.

De la théorie conceptuelle aux essais en conditions réelles

Vue aérienne du champ solaire situé au sud de la centrale électrique municipale de Medicine Hat

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Vue aérienne du champ solaire situé à environ 400 mètres au sud de la centrale électrique municipale de Medicine Hat

L’énergie solaire sera captée par huit rangées de capteurs solaires paraboliques à haut rendement installés dans un champ situé à 400 mètres au sud de la centrale électrique. Un nouveau générateur à vapeur solaire a aussi été ajouté à la centrale à cycle mixte en place.

L’énergie captée par les miroirs cylindro-paraboliques durant la journée chauffe un fluide caloporteur de synthèse produisant une vapeur surchauffée qui est ajoutée au générateur de vapeur à récupération de chaleur en place, augmentant ainsi sa production électrique.

« Les estimations préliminaires font état d’une réduction annuelle des émissions de CO2 de la centrale électrique d’environ 590 tonnes. De plus, on estime la production découlant de ce projet à environ un mégawatt d’électricité, une quantité suffisante pour alimenter près de 150 maisons à Medicine Hat durant un an », confie Kenneth MacKenzie, directeur de l’ingénierie à la centrale électrique de la ville de Medicine Hat.

Suivi et évaluation du rendement

Le projet est prévu être pleinement opérationnel d’ici l’été 2014. La prochaine phase consistera à faire le suivi des progrès réalisés et du rendement des 18 premiers mois. Un rapport faisant état du rendement, des opérations et de l’entretien sera préparé à la fin de cette période. On prêtera particulièrement attention à la manière de se comporter du système solaire en hautes latitudes et on vérifiera si les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre ont été atteints.

« RNCan aura accès aux données sur le rendement du système. On les utilisera pour apprécier le potentiel de cette technologie prometteuse pour les applications de production d’électricité au Canada », conclut Reda.

Pour lire des articles connexes, voir Énergie renouvelable.