Faire du foin pendant que le soleil brille : stocker la chaleur solaire dans du sel fondu

Fendre pendant que le soleil brille est un vieil adage qui incite à profiter des conditions favorables tant qu'elles durent. Dans le contexte des énergies renouvelables, ce dicton est particulièrement pertinent car les chercheurs et les ingénieurs travaillent sans relâche pour développer des méthodes efficaces et rentables pour exploiter et stocker l'énergie solaire. L'une de ces technologies prometteuses est l'utilisation de sel fondu pour stocker la chaleur solaire, qui offre une solution durable et fiable à la nature intermittente de l'énergie solaire.

L'énergie solaire a longtemps été présentée comme une source d'énergie propre et abondante, mais sa nature intermittente a été un obstacle important à son adoption généralisée. Le soleil ne brille que pendant la journée, et même alors, la couverture nuageuse et d'autres conditions météorologiques peuvent réduire la quantité de lumière solaire atteignant les panneaux solaires. Cette variabilité de la production d'énergie solaire rend difficile le recours à l'énergie solaire comme source principale d'électricité. Pour surmonter ce défi, les chercheurs ont exploré diverses méthodes de stockage de l'énergie solaire afin qu'elle puisse être utilisée lorsque le soleil ne brille pas.

L'une de ces méthodes consiste à utiliser du sel fondu comme moyen de stockage de la chaleur solaire. Le sel fondu est un mélange de sels qui peut être chauffé à des températures extrêmement élevées, généralement autour de 1 000 degrés Fahrenheit, sans se décomposer ni s'évaporer. Cette propriété fait du sel fondu un candidat idéal pour stocker de grandes quantités d'énergie thermique, qui peuvent ensuite être converties en électricité en cas de besoin.

Le concept d'utilisation de sel fondu pour stocker la chaleur solaire n'est pas nouveau, mais les récents progrès technologiques l'ont rendu plus faisable et plus rentable. Dans un système de stockage d'énergie à sel fondu typique, la lumière du soleil est concentrée à l'aide de miroirs ou de lentilles sur une tour centrale contenant le sel fondu. La lumière solaire concentrée chauffe le sel à des températures élevées, qui peuvent ensuite être stockées dans des réservoirs isolés pour une utilisation ultérieure.

Lorsque l'électricité est nécessaire, le sel fondu chaud est pompé à travers un échangeur de chaleur, où il transfère son énergie thermique à un fluide de travail, généralement de l'eau ou de la vapeur. Ce fluide chauffé entraîne ensuite une turbine qui génère de l'électricité. Une fois l'énergie thermique transférée, le sel fondu refroidi est renvoyé dans le réservoir de stockage, où il peut être réchauffé par le soleil et réutilisé dans un cycle continu.

L'utilisation de sel fondu pour stocker la chaleur solaire offre plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes de stockage d'énergie. Premièrement, le sel fondu peut stocker une grande quantité d'énergie dans un volume relativement petit, ce qui en fait un moyen de stockage efficace. Deuxièmement, les températures de fonctionnement élevées des systèmes à sel fondu permettent une plus grande efficacité de conversion lors de la production d'électricité, ce qui peut aider à réduire le coût global de l'énergie solaire. Enfin, les systèmes de stockage de sels fondus nécessitent relativement peu d'entretien et ont une longue durée de vie, ce qui peut encore contribuer à leur rentabilité.

Plusieurs projets de stockage d'énergie à base de sels fondus à grande échelle sont déjà en cours dans le monde et d'autres sont en cours de développement. Un exemple notable est le projet d'énergie solaire Crescent Dunes au Nevada, qui a commencé ses activités en 2015. Cette installation utilise du sel fondu pour stocker la chaleur solaire collectée à partir de plus de 10 000 miroirs, et elle a une capacité de stockage de 1,1 gigawattheures, suffisante pour alimenter 75 000 foyers pendant une journée.

Alors que le monde continue de faire face aux défis du changement climatique et au besoin de sources d'énergie durables, l'utilisation de sel fondu pour stocker la chaleur solaire offre une solution prometteuse. En faisant du foin pendant que le soleil brille, nous pouvons exploiter la puissance du soleil et la stocker pour l'utiliser au moment où elle est le plus nécessaire, contribuant ainsi à créer un avenir énergétique plus résilient et durable.