Une nouvelle avancée dans l'énergie solaire concentrée rend possible des températures de 1500 ° C (2.700 ° F) à partir de rien d'autre que de 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 combustibles fossiles a déjà provoqué des guerres et pourrait en provoquer de nouvelles. Les combustibles fossiles continuent de créer 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 ?
Alors que les sources d'énergie renouvelables et à faible émission de carbone sont utilisées plus que jamais, aucune d'entre elles n'est parfaite. Le solaire et l'éolien sont très propres et toujours moins chers, mais ils ont un problème de stockage d'énergie. Les batteries nécessaires au stockage de cette énergie nécessitent des terres rares, complexes à extraire et de plus en plus demandées. L'hydroélectricité est importante, mais elle peut avoir des impacts négatifs sur l'écosystème fluvial. Le nucléaire est encore 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 d'énergie renouvelable fondée par l'entrepreneur Bill Gross. Il revisite un modèle existant : il vise à fabriquer un "solaire concentré" avec une loupe géante et extrêmement précise et des pierres vraiment chaudes.
La première « raffinerie » solaire à concentration
À Lancaster, en Californie, une 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 exploité commercialement depuis les années 60, et ses premières utilisations remontent à Archimède, pour brûler les flottes romaines. Cependant, ce type de système améliore l'énergie solaire concentrée d'une 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, soit 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 centrales solaires à concentration pleine grandeur existantes sont capables de produire des températures de l'ordre de 400 ° à 500 ° C.
Comment ont-ils fait ?
Les progrès d'Heliogen sont rendus possibles par un logiciel de pointe. Grâce à l'intelligence artificielle et à une série de caméras, les miroirs (appelés héliostats) sont maintenus aussi concentrés que possible sur la cible grâce à des micro-ajustements de leur position pendant 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 à concentration 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 respectueux de l'environnement, cela change 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 simples roches anciennes, qui peuvent rester chaudes pendant des jours, voire jusqu'à une semaine dans une unité de stockage correctement isolée. Leur énergie peut alors être utilisée en cas de besoin ou éventuellement envoyée à un endroit qui a besoin de chaleur.
Comparé aux difficultés de stockage de l'électricité produite par le solaire, c'est une évidence.
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 apportées au système, contribuera à réduire le coût de l'énergie produite à partir de 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 par rapport aux grands groupes de panneaux solaires, les raffineries solaires sont encore un peu plus chères à construire et à exploiter. Mais les coûts devraient diminuer.
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 créerait d'énormes quantités de "HelioFuels" bon marché, à commencer par l'hydrogène. Étant donné que les piles à combustible à hydrogène sont extrêmement efficaces et peuvent faire fonctionner n'importe quoi, des sous-marins aux ordinateurs portables, ce serait un grand pas en avant vers le nettoyage 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 création de chaleur pour le processus de production. Un calcul rapide, même dans l'esprit, suggère que si l'énergie solaire concentrée remplaçait les combustibles fossiles brûlés pour la chaleur dans la seule 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.
