Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1219-1228 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:019800015070121900

Review of the U.S. department of energy's solar thermal program

G.W. Braun¹ et R.B. Edelstein<sup>2

1</sup>  Solar Thermal Branch U.S. Department of Energy
²  PRC Energy Analysis Company

Abstract
The U.S. Department of Energy Solar Thermal Program involves phased research and development activities to assist U.S. industry in establishing the technical and cost readiness of mid and high temperature solar concentrating collector systems. Subsequent commercial implementation of these systems will build on this base of component/subsystem research and development, test facilities and sub-scale applications experiments. The program is now proceeding to a phase involving implementation of first generation designs in field experiments and pilot plants, in parallel with the development of second-generation concentrator and collector array designs and improved and/or higher temperature system concepts. Three classes of systems have been identified as having the potential to capture major shares of key sectors of the United States primary energy market. The suitability of these systems to the markets in question is based on their unique optical characteristics (hence, different geographic applicability and temperature capability) and modularity (hence, scale of application). The three major classes are linear distributed receivers (e.g., parabolic troughs and hemispherical bowls), point focusing distributed receivers (e.g., parabolic dishes), and central receiver systems. These systems will be used to produce electricity, provide heat at its point of use in industrial processes, provide heat and electricity in combination for industrial, commercial, and residential needs, and, ultimately, drive processes for production of liquid and gaseous fuels (e.g., for the transportation sector). Solar thermal concentrator systems offer a highly versatile, practical, and soon-to-be-economically-feasible approach to reduce our nation's requirements for imported fuels in all major categories of use.

Résumé
Le Programme de l'Energie Solaire Thermique du Département de l'Energie des Etats-Unis comprend des entreprises échelonnées de recherche et de développement qui assistent l'industrie américaine dans la préparation technique et financière des systèmes de capteurs concentrateurs à moyenne et à haute température. La réalisation commerciale subséquente sera basée sur la recherche et le développement des composantes et des sous-systèmes, et des essais d'applications à petite échelle. Actuellement, le programme entre dans une phase visant à l'implantation d'une première génération de projets expérimentaux et d'installations d'essais en parallèle avec le développement d'une deuxième génération de projets de concentrateur, de systèmes à capteurs distribués, et de concepts de systèmes améliorés et/ou de plus haute température. Trois classes de systèmes ont été identifiées comme ayant le pouvoir de gagner la majeure partie des secteursclefs du marché de l'énergie première aux Etats-Unis. La convenance de ces systèmes aux marchés en question est basée sur leurs caractères optiques uniques (donc, applicabilité géographique différente et capacité de température). Les trois classes principales sont : les récepteurs à concentration linéaire (miroirs cylindro-paraboliques, miroirs hémisphériques) ; les récepteurs distribués focalisant sur une pointe (réflecteurs paraboloïdes) ; et systèmes de récepteurs centraux. Ces systèmes seront utilisés à produire de l'électricité, à fournir de la chaleur dans les processus industriels au point d'utilisation, à fournir du chauffage et de l'électricité en combinaison pour les besoins industriels, commerciaux et résidentiels, et enfin, conduire à des transformations qui produisent des combustibles liquides et gazeux. Les systèmes de concentrateurs solaires-thermiques offrent un abord qui se plie à tout, qui est praticable, et qui sera bientôt rentable, en réduisant la demande de notre pays de combustibles importés en toutes catégories d'utilisation.

PACS
8630S - Photothermal conversion.

Key words
photothermal conversion -- solar energy conversion -- solar thermal program -- phased research and development activities -- solar concentrating collector systems -- energy market -- optical characteristics -- geographic applicability -- temperature capability -- modularity -- linear distributed receivers -- parabolic troughs -- hemispherical bowls -- point focusing distributed receivers -- parabolic dishes -- central receiver systems -- industrial processes -- residential needs -- gaseous fuels -- transportation -- US DoE -- US Department of Energy -- components -- subsystems -- electricity production -- heat production -- fuel production -- liquid fuel