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Récepteur solaire à suspension dense de particules fluidisées par un gaz pour la conversion de l’énergie solaire concentrée,

(1 brevet* commun entre PROMES et l’INPT-LGC)

- Réussite de collaboration

  • Dans le domaine de la conversion thermodynamique de l’énergie solaire concentrée, les fluides de transferts opérationnels sont peu nombreux : eau/vapeur, huile de synthèse (« thermal oil »), sels fondus à base de nitrates et gaz (essentiellement l’air). Ces fluides souffrent de limitations telles que la température maximale d’utilisation (environ 400°C pour l’huile et 550°C pour les sels fondus et la vapeur), la toxicité et la dangerosité (huile et nitrates) et la faible capacité d’échange pour les gaz.
    En alternative ne présentant pas les limitations précédentes, nous proposons d’utiliser des suspensions denses (environ 50% de solide et 50% de gaz) de particules en écoulement vertical (ascendant et descendant) dans des tubes constituant l’absorbeur solaire (échangeur à lit fluidisé multitubulaire et multi passe).
  • Ces tubes constitués d’un matériau opaque métallique sont soumis au rayonnement solaire concentré. Le rayonnement absorbé par ces tubes est transmis vers la suspension qui s’échauffe au contact des parois chaudes. Cette suspension circule entre l’entrée et la sortie du récepteur solaire entre deux réservoirs de stockage chaud et froid. Elle assure donc les fonctions de fluide de transfert et de fluide de stockage. Ce « nouveau fluide » de transfert permet d’atteindre des températures de fonctionnement élevées (600°C et plus) limitées seulement par le matériau de paroi. L’utilisation de l’énergie thermique transportée par la suspension peut être réalisée, par exemple, à l’aide d’échangeurs à lit fluidisé mis en œuvre classiquement dans l’industrie de l’énergie pour générer de la vapeur par exemple.
  • L’étude de ce nouveau type de récepteur solaire est développée en collaboration entre les laboratoires PROMES (Odeillo) et le LGC (Toulouse), dans le cadre du projet PARTISUN soutenu par le Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS (2010-2013). Elle est prolongée dans le cadre du projet européen CSP2 (2011-2015), « Concentrating Solar Power in Particles ».
  • Brevet *Gilles Flamant - Mehrdji Hemati, B10028 FR," Dispositif Collecteur d’Energie Solaire", (2010)

- En savoir plus sur le projet CSP2