Un système hybride pour les énergies renouvelables
La nature fluctuante de l'énergie solaire est une des barrières majeures à la plus grande partie du mélange énergétique. Le projet HRC POWER (Hybrid renewable energy converter for continuous and flexible power production), financé par l'UE, a étudié l'énergie solaire dans le détail. Son nouveau concept repose sur un système hybride qui combine un nombre de technologies d'énergie renouvelable. Ce convertisseur renouvelable hybride (HRC, pour hybrid renewable converter) est chauffé soit par microcombustion qui génère efficacement une chaleur haute température à partir du biogaz ou de l'hydrogène, soit par radiation solaire concentrée. La chaleur générée est convertie en électricité par des effets thermoélectriques ou thermophotovoltaïques. Un accent majeur a été placé sur le développement de nouveaux matériaux fonctionnels pour des blocs de construction avancés qui résistent à des températures élevées, et des technologies conjointes à températures élevées. Des chercheurs ont effectué des simulations thermofluidiques et de combustion ainsi que des simulations thermales pour concevoir des composants qui sont capables de fonctionner dans des conditions de concentration solaire et de combustion interne. Un intérêt particulier a été accordé à la réduction des pertes thermiques et à l'augmentation des températures de fonctionnement. Un flux de transformation complet a été mis au point pour générer des métamatériaux absorbeurs réfractaires micro/nano-structurés fondés sur des couches de molybdène. Par ailleurs, des chercheurs ont étudié divers matériaux métalliques structurés fondés sur leur capacité à émettre une lumière infrarouge avec des énergies plus élevées que les bandes des cellules thermophotovoltaïques existantes. Les résultats du projet bénéficieront à la science des matériaux grâce aux progrès réalisés dans les matériaux céramiques, l'intégration de matériaux multiples pour un fonctionnement à haute température et de nouveaux méta-matériaux pour l'absorption de l'énergie solaire. Un second impact significatif est le nouveau concept de convertisseurs hybrides à très haute température qui sont très souples car un large éventail de températures peut être atteint par le biais de la combustion de l'air et de l'hydrogène et en variant l'apport solaire des miroirs. HRC POWER aidera à atténuer les impacts du réchauffement global en proposant une nouvelle voie pour l'hybridisation afin de permettre une utilisation efficace des sources d'énergie renouvelable.
Mots‑clés
Énergie renouvelable, HRC POWER, convertisseur renouvelable hybride, microcombustion, thermophotovoltaïque
