Une nouvelle avancée dans l’énergie solaire concentrée rend possible des températures de 1500 2.700 °C (XNUMX XNUMX °F) à partir de rien d’autre que la lumière du soleil.
La chaleur produite par le solaire concentré peut être utilisée pour produire de l'électricité et des combustibles propres ou pour alimenter des processus industriels.
Une technologie qui peut aider débarrasser le monde du pétrole.
Solaire concentré : turbo renouvelables
Le besoin de sources d'énergie propres, cohérentes et renouvelables n'a jamais été aussi pressant. La hausse des prix de l’énergie menace de relancer l’inflation et de ralentir la croissance économique. Le contrôle des énergies fossiles a déjà provoqué des guerres et pourrait en provoquer de nouvelles. Les combustibles fossiles continuent de générer des émissions de gaz à effet de serre, ce qui rend difficile la résolution du problème du changement climatique.
Qu'en est-il des énergies renouvelables ?
Même si les sources d’énergie renouvelables et à faibles émissions de carbone sont plus que jamais utilisées, aucune d’entre elles n’est parfaite. Le solaire et l’éolien sont très propres et de moins en moins chers, mais ils posent un problème de stockage d’énergie. Les batteries nécessaires au stockage de cette énergie nécessitent des métaux des terres rares, complexes à extraire et de plus en plus demandés. L’hydroélectricité est formidable, mais elle peut avoir des impacts négatifs sur l’écosystème fluvial. Le nucléaire reste difficile à vendre.
C'est dans ce scénario dans lequel le monde cherche des moyens de produire beaucoup d'énergie ou de résoudre les problèmes des sources que nous avons que l'histoire d'Héliogène est née.
Heliogen est une entreprise de technologie des énergies renouvelables fondée par l'entrepreneur Bill Gross. Il propose une nouvelle approche d'un modèle existant : il vise à réaliser un « solaire concentré » avec une loupe géante extrêmement précise et des roches vraiment chaudes.
La première « raffinerie » solaire à concentration.
À Lancaster, en Californie, ville du désert de Mojave, Heliogen a construit une version miniature de sa raffinerie solaire. Un système solaire concentré n’a rien de nouveau. Il est commercialement opérationnel depuis les années 60 et les références historiques font remonter ses premières utilisations à Archimède, pour incendier les flottes romaines. Cependant, ce type de système améliore l’énergie solaire concentrée de manière incroyable.
Comment est fabriqué un implant Heliogen ?
Il s’agit essentiellement de nombreux miroirs disposés en cercle qui réfléchissent la lumière du soleil sur une cible élevée. L'énergie solaire concentrée utilise la lumière du soleil pour chauffer cette cible (qui peut être de l'eau, du sel fondu ou même quelque chose de solide) à des températures très élevées.
Lorsque cette chaleur est utilisée pour autre chose que la production d'électricité, on parle d'énergie solaire thermique concentrée.
L'installation de test d'Heliogen compte 400 miroirs et représente un dixième de la taille que l'entreprise souhaite développer.
Même avec ce petit nombre de miroirs, l'énergie solaire concentrée d'Heliogen a produit des résultats étonnants. Son fonctionnement, comme mentionné, produit des températures jusqu'à 1500 ° C (2732 ° F). À titre de comparaison, la plupart des systèmes solaires concentrés à grande échelle existants sont capables de produire des températures comprises entre 400° et 500°C.
Comment ont-ils fait ?
Les progrès d'Heliogen sont rendus possibles grâce à des logiciels de pointe. Grâce à l’intelligence artificielle et à un ensemble de caméras, les miroirs (appelés héliostats) restent aussi concentrés que possible sur la cible grâce à des micro-ajustements de leur position tout au long de la journée. C’est la quantité de lumière solaire qui entre, créant plus de chaleur qu’auparavant.
Il est important de se rappeler qu'il s'agit techniquement d'un système solaire thermique.
Contrairement aux panneaux solaires, ce projet solaire concentré n’utilise pas l’effet photovoltaïque pour transformer directement la lumière du soleil en électricité.
Ce projet concerne la production de chaleur. Une chaleur qui peut ensuite être utilisée pour produire de l'électricité, et peut le faire de manière très efficace, mais qui a aussi d'autres applications en plus de cela.
Lequel?
De nombreuses industries utilisent une chaleur intense dans leurs processus de fabrication, tels que le moulage ou la fabrication de ciment, et brûlent souvent des combustibles pour créer ces températures élevées. La raffinerie Heliogen est capable de produire des températures similaires sans brûler de carburant et pourrait fournir de la chaleur à ces industries à l'avenir. La chaleur produite est suffisamment élevée pour produire également de l'hydrogène par électrolyse.
Si vous pouvez produire de l’hydrogène vert, cela changera la donne. À long terme, nous voulons être la société de l’hydrogène vert.
Bill Gross, héliogène
Si elle n’est pas utilisée immédiatement, l’énergie thermique peut également être stockée dans de vieilles roches, qui peuvent rester chaudes pendant des jours, voire jusqu’à une semaine, dans une unité de stockage correctement isolée. Leur énergie peut ensuite être utilisée en cas de besoin ou éventuellement même envoyée vers un endroit nécessitant de la chaleur.
Comparé aux difficultés de stockage de l’électricité produite par le solaire, c’est un jeu d’enfant.
Comment appliquer l'énergie solaire concentrée à grande échelle ?
Gross espère améliorer le processus en obtenant les mêmes résultats avec des héliostats toujours plus petits. Les siennes sont déjà plus petites que d'habitude, ce qui leur permettrait d'être produites en série à un prix inférieur à ce qu'elles sont aujourd'hui.
L’espoir est que cela, ainsi que d’autres améliorations du système, contribuera à réduire le coût de l’énergie produite par l’énergie solaire concentrée jusqu’à ce qu’elle soit moins chère que l’énergie fossile.
Aujourd'hui, cela coûte un peu plus cher, mais pas beaucoup.
Et comparées aux grands réseaux de panneaux solaires, les raffineries solaires restent un peu plus coûteuses à construire et à exploiter. Mais les coûts devraient baisser.
Le solaire concentré pourrait changer radicalement la production
La grande vision de Gross est de construire de nombreuses raffineries solaires concentrées dans le monde en utilisant leur chaleur pour alimenter des processus industriels.
L’électricité produite par ces raffineries permettrait de créer d’énormes quantités d’« HelioFuels » à faible coût, à commencer par l’hydrogène. Étant donné que les piles à combustible à hydrogène sont extrêmement efficaces et peuvent tout faire fonctionner, des sous-marins aux ordinateurs portables, cela constituerait un grand pas en avant vers l’assainissement de l’approvisionnement énergétique.
Des idées similaires existent et ont été utilisées ailleurs pour produire proprement du carburéacteur, un autre processus industriel qui nécessite normalement la combustion de combustibles fossiles pour créer des températures élevées.
La réduction des émissions de carbone résultant de l’utilisation généralisée de l’énergie solaire concentrée pourrait être substantielle.
La seule production de béton il est responsable de 8 à 10 % de toutes les émissions mondiales. Près de 40 % de ces émissions sont causées par la combustion de combustibles fossiles nécessaires à la production de chaleur pour le processus de production. Un calcul rapide, même dans votre tête, suggère que si l'énergie solaire concentrée remplaçait les combustibles fossiles brûlés pour produire de la chaleur uniquement dans la production de béton, les émissions mondiales de carbone diminueraient jusqu'à 4 %.
Pour faire une comparaison, ce serait comme si l'Italie, la France, le Royaume-Uni et le Brésil simultanément et en même temps zéro émission en même temps.
