De l'énergie solaire concentrée à haute performance bon marché

L'implémentation réussie d'un disque parabolique thermique solaire est en lien direct avec des coûts d'électricité réduits, rendant les usines ESC économiquement viables. Au sein d'HITECO (New solar collector concept for high temperature operation in CSP applications), les chercheurs ont réévalué les composants clés de la technologie pour trouver des moyens d'améliorer les performances et de réduire les coûts.

L'équipe du projet a développé et testé un nouveau récepteur solaire plus efficace à la suite d'une augmentation de la température de fonctionnement du fluide caloporteur à 530°C. Il utilise du sel fondu pour le processus, un fluide largement utilisé comme vecteur d'accumulation d'énergie dans les usines commerciales actuelles avec la technologie du disque parabolique. Dans tous les cas, l'appareil peut utiliser le liquide caloporteur (LC) comme huile thermique.

HITECO présente de nombreuses innovations dans la conception des tubes solaires absorbeurs qui sont l'un des composants clés de la technologie ESC. Contrairement à la technologie actuelle, le nouveau tube absorbeur est basé sur une chambre ouverte continue, le niveau de vide étant contrôlé dynamiquement, permettant des pertes d'énergie minimales. En outre, le tube d'acier interne et son tube de verre externe sont indépendants l'un de l'autre, éliminant donc le besoin de soufflets pour compenser la différence d'expansion des matériaux. Selon la définition précédente, lorsque le tube d'acier se dilate, il glisse dans les structures de support placées tous les 6 m. Cet élément interne fonctionne comme un système d'isolation tout en gardant le tube sur le point focal théorique. Les tubes en verre externes augmentent légèrement de longueur ; Toutefois, des joints d'étanchéité – un des composants qui comprend le système de fixation de la bride – absorbent l'effet.

Les chercheurs ont également développé de nouveaux enduits solaires sélectifs à appliquer à la surface du tube métallique interne par pulvérisation. Ils ont notamment réalisé des études pour explorer la stabilité chimique de l'oxyde et des cermets de nitrure pour des températures d'utilisation proches de 600°C. Un nouvel enduit antireflet a en outre été développé pour atteindre les paramètres optiques du verre externe.

Avec des niveaux d'efficacité énergétique élevés, les ESC pourraient représenter jusqu'à 11 % des besoins énergétiques mondiaux d'ici 2050. Des designs de tube absorbeur simples qui requièrent moins de composants, éliminent les systèmes d'absorption et réduisent les processus de soudure peuvent faciliter le processus de production et réduire les coûts.