En cherchant à améliorer le principe des centrales à concentration solaire, des chercheurs du MIT ont découvert un système de stockage qui pourrait révolutionner la production électrique.

L’un des obstacles majeurs auxquels les ingénieurs doivent faire face dans la production d’électricité, c’est son stockage. Pour ne pas perdre le surplus d’électricité lorsque l’utilisation est moindre que la production atteint un pic, il est nécessaire de la transformer sous une autre forme d’énergie.

Les centrales à concentration solaire sont constituées de milliers de miroirs qui convergent vers un seul point, situé en haut d’une tour. Les rayons du soleil s’y concentrent pour chauffer un fluide qui transforme la chaleur en vapeur et fait tourner un turbine qui, à son tour, produit de l’électricité. Seulement, les fluides utilisés aujourd’hui ne dépassent pas les 600°C, insuffisant pour produire et stocker efficacement l’électricité, à tel point qu’il est nécessaire de compléter le processus avec du gaz.

Futura-Sciences rapporte que des scientifiques du MIT ont imaginé une alternative bien plus intéressante : des sels qui émettent une lumière et une chaleur très intenses, plus de 2000°C. La lumière blanche est captée par des cellules photovoltaïques très spécialisées qui captent toutes les fréquences du spectre et offre donc un rendement bien supérieur. “Nous avons surnommé ce système “soleil en boîte” car c’est fondamentalement une source de lumière extrêmement intense qui retient la chaleur“, explique Asegun Henry, chercheur au MIT.

Source : Thermal energy grid storage using multi-junction
photovoltaics

Malheureusement, les sels attaquaient le métal des cuves de stockage, c’est ainsi que les scientifiques se sont tournés vers le métal le plus abondant sur Terre : le silicium. Possédant des propriétés similaires, il produit en revanche une couche protectrice lorsqu’il est chauffé en présence de graphite.

Les chercheurs sont finalement parvenus à mettre au point un système basé sur deux immenses réservoirs en graphite. Dans l’une de ces cuves, le silicium fondu est entreposé à froid, soit une chaleur de 1900°C. Quand l’électricité vient à être produite en trop grande quantité, l’énergie est convertie pour chauffer les tubes qui relient le premier réservoir à un second, le silicium y est chauffé à 2300°C et se déverse dans l’autre cuve. Lorsque l’électricité vient à manquer, c’est alors le processus inverse qui s’enclenche.

Les deux cuves servant à tour de rôle à stocker ou à transmettre de l’énergie – Source : MIT News

Associées à des centrales solaires ou à des éoliennes, ces cuves suffiraient à stocker suffisamment d’énergie pour alimenter 100.000 foyers en électricité. Le système est très avantageux, étant donné qu’il se base sur un métal disponible en abondance et qu’il peut être installé n’importe où malgré leur taille imposante, potentiellement 100 mètres de diamètre. Le coût de stockage d’un tel système serait deux fois moindre que le stockage par pompage-turbinage (STEP), la solution la moins onéreuse à l’heure actuelle.

Le stockage des énergies renouvelables est actuellement au coeur des enjeux énergétiques et écologiques, étant donné qu’il n’est pas possible de prédire comment la production se comportera, à l’inverse des centrales nucléaires ou au charbon. Il est donc nécessaire de trouver des solutions de stockage efficientes et à moindre coût, le “soleil en boîte” pour bien changer la donne.