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De nouveaux réacteurs pour un stockage énergétique thermochimique

Des chercheurs de l'UE ont pu concevoir un système innovant pour le stockage de l'énergie thermique solaire concentrée. Le concept de réacteur développé promet d'apporter une contribution réelle aux ambitieux objectifs énergétiques et de changement climatique de l'UE.
De nouveaux réacteurs pour un stockage énergétique thermochimique
L'approvisionnement depuis des sources renouvelables peut être incohérent à court terme lorsque le vent s'arrête, les eaux se calment et les nuages masquent le soleil. Le développement d'un stockage énergétique et économique permettra aux systèmes d'alimentation de stocker l'énergie excédentaire au-delà des exigences immédiates et de la récupérer lorsque cela est nécessaire.

L'énergie solaire concentrée (ESC) est particulièrement bien adaptée à la demande intermittente vu qu'elle peut être combinée au stockage énergétique thermique à grande échelle. Une telle technologie est intéressante parce qu'elle est sûre et ne produit pas d'émissions de gaz à effet de serre. Même si le concept est simple, stocker de la chaleur à hautes températures de manière économique et pour de longues périodes n'a pas été simple.

Les chercheurs du projet TCSPOWER (Thermochemical energy storage for concentrated solar power plants) ont pu valider des solutions d'échangeur thermique/réacteur de stockage d'énergie thermochimique dans les centrales CSP, contournant d'importants défis liés aux hautes températures. La validation du concept de réacteur a été réalisée dans un système pilote d'une capacité d'environ 100 kWh.

L'équipe a abordé cette tâche avec des réactions thermochimiques réversibles – endothermiques dans une direction pour absorber la chaleur pour stockage et exothermiques dans une autre pour libérer la chaleur vers le bloc d'alimentation. Les matériaux utilisés étaient à base d'oxyde de métal: l'oxyde de manganèse et l'oxyde de calcium. La réaction redox de l'oxyde de manganèse a eu lieu à 700°C et était destinée à un fonctionnement ouvert comme le partenaire de réaction l'oxygène pouvait être échangé. De l'autre côté, l'oxyde de calcium réagit de manière inverse avec la vapeur d'eau à une plage de température de 400-600 °C et était considéré comme intégré dans des centrales à vapeur.

Le concept de réacteur innovant est conçu pour atteindre un niveau d'alimentation requis mais il est dans le même temps indépendant de la capacité requise. Dès lors, la capacité peut être facilement augmentée en ajoutant des réservoirs supplémentaires pour stocker la quantité requise de matériel de réaction. Pour déplacer les solides réactifs dans la zone de réaction, les chercheurs ont granulé la poudre réactive dans le cas de l'oxyde de manganèse. Pour améliorer le flux de l'oxyde de calcium, ils ont ajouté des additifs à nanostructure à la poudre.

Cette solution de stockage efficace et économique de l'énergie thermique permet de profiter de la possibilité de stockage à long terme et sans perte liée au stockage d'énergie thermochimique. Combinée à la génération CSP, cette technologie garantit un approvisionnement énergétique plus stable étant donné qu'elle offre une acheminabilité complète pour les périodes de stockage à longue durée. D'autres améliorations du réacteur seront intéressantes pour la technologie au fur et à mesure de la phase de commercialisation. La technologie TCSPOWER devrait accélérer l'adoption des sources d'énergie renouvelable et leur intermittence ne posera plus de problème.

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Thèmes

Energy Saving

Mots-clés

Thermochimique, stockage énergétique, énergie thermique, énergie solaire concentrée, TCSPOWER