Restez toujours informé: suivez-nous sur Google Actualités (icone ☆)
Une campagne d'essais réalisée avec succès au Four solaire d'Odeillo valide pour la première fois un nouveau concept pour les centrales solaires: l'utilisation de particules solides comme fluide de transfert et matériau de stockage. Un récepteur solaire pilote utilisant ce procédé, baptisé Bestiole, a en effet permis d'obtenir des rendements thermiques très satisfaisants, dans les conditions réelles de fonctionnement d'une centrale solaire. Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet européen CSP2, coordonné par le laboratoire PROMES.
À l'heure de la transition énergétique, la conversion efficace de l'énergie solaire et son stockage constituent un défi et une urgence. Dans une centrale solaire thermodynamique, le rayonnement solaire concentré est utilisé pour chauffer un fluide, en général un liquide, dans un récepteur. La chaleur est ensuite transférée à de la vapeur puis convertie en électricité grâce à une turbine à vapeur. Pour assurer la production d'électricité en absence de soleil, un stockage thermique est intercalé entre le récepteur et la turbine. Cette architecture permet également d'hybrider les sources d'énergie primaires (par exemple énergie solaire et bio fuels) pour sécuriser la production d'énergie. La limite de température de fonctionnement des centrales solaires commerciales est actuellement de 550°C et la durée de stockage à pleine puissance peut atteindre 15h.
Le projet européen CSP2 "Concentrated Solar Power in Particles", coordonné par le laboratoire Procédés, matériaux, énergie solaire (PROMES, CNRS/Université de Perpignan) et impliquant 7 partenaires industriels et universitaires de 5 pays, a pour but d'accroître la température de fonctionnement de la centrale afin d'améliorer le rendement thermodynamique tout en maintenant la fonction de stockage du système. Dans ce cadre, des chercheurs du Laboratoire de génie chimique (LGC, CNRS/INP Toulouse/Université Paul Sabatier) et de PROMES se sont associés avec une idée commune: utiliser des particules solides comme fluide de transfert et matériau de stockage (brevet CNRS [1]).
Dans un premier temps, il fallait faire circuler les particules dans des tubes et des réservoirs, comme un liquide. Les chercheurs sont parvenus à contraindre des particules fines (de l'ordre de 60 microns de diamètre) en les mettant en suspension dans l'air et à contrôler leur circulation en jouant sur la pression dans les différents composants du système. Le LGC a étudié l'hydrodynamique de ces suspensions et PROMES a développé la technologie solaire, d'abord avec un tube unique, puis avec un récepteur solaire pilote de 150 kW comportant 16 tubes et dont l'ingénierie a été réalisée par l'entreprise française COMESSA.
Il fallait ensuite expérimenter ce récepteur solaire pilote, surnommé "Bestiole", au foyer du four solaire de 1 MW d'Odeillo (France). Réalisée en avril-mai 2015, cette campagne d'essais a été un succès ! Les chercheurs ont fait circuler des débits de solide de 0,8 à 1,6 T/h ; chauffé le solide jusqu'à 600°C en moyenne et 700°C dans certains tubes ; fait fonctionner le pilote des journées entières, et mesuré des rendements thermiques entre 70 et 90%.
Arrivée du récepteur pilote "Bestiole" au four solaire d'Odeillo. © PROMES
Note:
[1] Brevet CNRS B10028FR, 20 octobre 2010
Populaires