Les sources d’énergie renouvelables sans énergie fossile sont souvent fluctuantes et difficiles à utiliser de manière constante. Prenez l’énergie solaire : dans certaines régions du monde, le soleil est abondant, mais si l’excédent ne peut pas être économisé, il ne peut pas être utilisé lorsque la nuit tombe.
Les experts australiens en énergie solaire RayGen relèvent ce défi. Ils ont développé un système de stockage d’énergie de pointe dans une usine pilote à Carwarp, dans l'Etat de Victoria (Australie), qui utilise à la fois l’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie solaire thermique pour fournir de l’énergie renouvelable au réseau électrique local.
De l’électricité quand le réseau en a le plus besoin
RayGen collecte l’énergie solaire à l’aide d’un grand champ de miroirs et la convertit en électricité grâce au photovoltaïque. Les miroirs collectent la lumière du soleil, qui est ensuite redirigée vers une tour solaire, qui assure la production d’électricité. Cette électricité est ensuite utilisée pour alimenter le réseau de la manière habituelle, ou pour refroidir une masse d’eau jusqu’à une température proche de la température de congélation sous forme de stockage d’énergie.
Alors, comment l’eau froide peut-elle stocker l’énergie solaire ? Comme les cellules solaires sont très concentrées, elles génèrent beaucoup de chaleur, qui peut être utilisée pour chauffer un deuxième corps d’eau jusqu’à un point d’ébullition proche. Avec cette différence de température, l’utilisation d’un cycle de Rankine organique (ORC - voir encadré séparé) et de la technologie de turbodétendeur Atlas Copco Group permet la production d’électricité à tout moment, même après le coucher du soleil.
« Lorsque l’on parle de stockage d’énergie, les gens pensent d’abord aux batteries, mais le stockage de l’énergie pendant 12 à 24 heures devient très coûteux. Nos détendeurs convertissent l’énergie thermique en électricité lorsque le réseau en a le plus besoin », déclare Louis Mann, directeur marketing et R&D chez Atlas Copco Mafi-Trench en Californie.
« Il n'y a pas beaucoup d’applications dans le monde qui utilisent le stockage d’énergie de la même manière que cette usine », ajoute Ysabel Murguia, collègue de Louis, Sales and Application Engineer.
Image de gauche : La technologie Turboexpander permet la production d’électricité à tout moment.
Image de droite : L’usine pilote de RayGen en Australie utilise à la fois l’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie solaire thermique pour fournir de l’énergie renouvelable au réseau électrique local. (Photo courtoisie de RayGen Resources Pty Ltd.)
A plus grande échelle
RayGen a contacté Atlas Copco en raison de sa longue expérience de la technologie des turbodétendeurs ORC, qui remonte aux années 1980. L’usine pilote a démarré en 2022 et le succès initial et l’intérêt croissant des entreprises de services publics dans différentes parties du monde ont conduit à une augmentation des ambitions.
« Pour l’usine pilote, nous avons construit un groupe électrogène à détendeur à quatre cadres qui est intégré à la boîte de vitesses », explique Ysabel. « Un châssis quatre est une machine de taille moyenne, tandis que le système commercial nécessitera une nouvelle taille de châssis plus grande. Nous développons maintenant une solution complète avec RayGen. »
Une solution visionnaire
La démonstration réelle est à l’échelle commerciale ; pour montrer au monde entier que ce type de stockage d’énergie n’est pas seulement techniquement possible, mais également commercialement viable.
« Il existe une tendance à l’utilisation de machines plus grandes dans la transition énergétique en général pour faire fonctionner ces technologies grâce à des économies d’échelle », explique Louis.
Ainsi, ce partenariat contribue à lancer une technologie transformatrice qui peut fournir au secteur de l’énergie une énergie renouvelable plus fiable et cohérente avec un minimum de déchets.
« Ce type de stockage d’énergie n’est pas courant, mais il a le potentiel de changer la vision du monde sur l’approvisionnement en énergie renouvelable », explique Ysabel.
Intéressé par cette solution ou par la technologie des turbodétendeurs en général ? Pour en savoir plus, consultez cet article de blog.
