Hybrider les sources d'énergie 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, fait d'importants pas en avant vers l'utilisation de l'énergie solaire pour tout. 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) sera 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 sera convertie en électricité par des effets thermoélectriques ou thermophotovoltaïques. Un accent majeur est 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 performé 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.

Des partenaires ont mis au point deux approches différentes pour développer des convertisseurs composés de silicium-carbure. Un nouveau flux de traitement a été défini pour réaliser la moitié ou la totalité des catalyseurs à base de siliconisage des préformes de graphite. Parmi les autres activités entreprises citons la céramique et le brasage de tube métallique. Les premiers catalyseurs complets ont été assemblés.

Tout le travail lié à la simulation, à la conception, aux matériaux de choix et aux activités d'assemblage effectués jusqu'à présent a permis de fournir les premiers convertisseurs complètement intégrés.

Des développements HRC POWER cibleront particulièrement l'hybridation des modes solaire et de combustion afin de convertir l'énergie thermique solaire en électricité. Les connaissances obtenues au niveau de la microcombustion par rapport à la réduction de perte de chaleur et l'utilisation de réactions catalytiques seront également précieuses pour l'optimisation des conceptions de moteurs à combustion maigre.