Un convertisseur d’énergie solaire hybride à haute performance

Les chercheurs de l’université de Tulane font partie d’une équipe de scientifiques qui ont mis au point un convertisseur d’énergie solaire hybride capable de produire de l’électricité et de la vapeur avec un rendement élevé et à faible coût.

Les travaux menés par Matthew Escarra, professeur associé de physique et d’ingénierie physique à Tulane, et Daniel Codd, professeur associé de génie mécanique à l’université de San Diego, sont l’aboutissement d’un projet ARPA-E du ministère américain de l’énergie qui a débuté en 2014 avec un financement de 3,3 millions de dollars et qui a nécessité des années de développement de prototypes à Tulane et d’essais sur le terrain à San Diego.

La recherche est détaillée ce mois-ci dans la revue scientifique Cell Reports Physical Science. Des chercheurs de l’Université d’État de San Diego, de Boeing-Spectrolab et d’Otherlab ont également participé au projet.

« La consommation d’énergie thermique est une part importante de l’économie énergétique mondiale, bien plus importante que la consommation d’électricité. On constate un intérêt croissant pour les systèmes solaires de production combinée de chaleur et d’électricité afin de fournir à la fois de l’électricité et de la chaleur industrielle pour un développement sans énergie nette et sans gaz à effet de serre« , a déclaré M. Escarra.

Le convertisseur hybride utilise une approche qui capture le spectre entier de la lumière du soleil. Il produit de l’électricité à partir de cellules solaires à jonction multiple à haut rendement qui redirigent également les rayons infrarouges du soleil vers un récepteur thermique, qui convertit ces rayons en énergie thermique.

L’énergie thermique peut être stockée jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire et utilisée pour fournir de la chaleur à un large éventail d’utilisations commerciales et industrielles, telles que la transformation des aliments, la production chimique, le traitement de l’eau ou la récupération assistée du pétrole.

L’équipe rapporte que le système a démontré une efficacité de 85,1 %, qu’il fournit de la vapeur à une température allant jusqu’à 248 °C et que son coût nivelé est estimé à 3 cents par kilowattheure.

Grâce à un financement complémentaire du Louisiana Board of Regents et de Reactwell, un partenaire commercial local, l’équipe continue de perfectionner la technologie et de se diriger vers une validation à l’échelle pilote.

« Nous sommes heureux d’avoir fait la démonstration du fonctionnement sur le terrain de notre convertisseur solaire à haute performance« , a déclaré M. Escarra, « et nous nous réjouissons de la poursuite de son développement commercial ».

Credit photo : Matthew Escarra