Illustration de conception du TTSS, où a) est une vue en 2 dimensions et b) est une vue en 3 dimensions (Tavakolinia, 2011). Crédit: Rapports énergétiques (2023). DOI : 10.1016/j.egyr.2023.11.027
Si vous souhaitez améliorer le rendement des systèmes d’énergie solaire, pourquoi ne pas les faire fonctionner également la nuit ? C'est la question à laquelle se sont penchés des chercheurs du Qatar et de Jordanie lorsqu'ils ont réussi à concevoir un système qui promet de plus que doubler la production d'énergie des centrales solaires actuelles.
En combinant deux concepts : un système solaire à courant ascendant et une structure de refroidissement à courant descendant, les chercheurs ont conçu un modèle capable de générer 753 MWh d'énergie par an. C'est suffisant pour alimenter environ 753 foyers pendant environ cinq semaines ou 1 500 ampoules de 60 watts sans interruption pendant un an.
Les origines du système, appelé centrale solaire à tour, remontent à 1982, lorsque des ingénieurs espagnols ont construit une tour en forme de cheminée avec une turbine mécanique à sa base. L'air à l'intérieur de la tour était réchauffé en absorbant le rayonnement solaire, comme dans une serre. À mesure que l’air se réchauffait, il créait un courant ascendant qui s’élevait et activait des éoliennes qui produisaient à leur tour de l’électricité.
Ce modèle n’a pas été largement adopté, principalement en raison de la taille énorme de la structure qui nécessitait une superficie considérable. C'était aussi assez coûteux.
Les changements au cours des années suivantes comprenaient des améliorations de la ventilation, la modification des matériaux de construction, le renforcement des surfaces isolantes et l'utilisation de plusieurs turbogénérateurs pour augmenter la production.
Selon les chercheurs, de telles améliorations ont abouti, au mieux, à des améliorations « modestes ».
Emad Abdelsalam, de l'École de technologie de l'ingénierie de l'Université technique Al Hussein en Jordanie, et ses collègues ont développé un système de courant ascendant amélioré et incorporé une technologie de courant descendant pour obtenir de meilleurs résultats.
Un système à aspiration descendante, comme le système à aspiration ascendante, est centré sur une haute tour. Les pompes transportent l’eau vers le haut où l’air chaud la collecte et la refroidit. L'air plus frais devient plus dense que l'air extérieur et traverse le cylindre. Cet air plus frais entraîne la turbine de base qui, à son tour, produit de l'électricité.
Le modèle est appelé système solaire à double technologie (TTSS).
La tour à courant ascendant modèle TTSS mesure 652 pieds de haut et 45 pieds de diamètre. Dix tours à courant descendant encerclent la tour à courant ascendant.
L'électricité continue d'être produite la nuit, car l'air provenant du soleil diurne retient la chaleur.
“La valeur ajoutée de la nouvelle structure était d'améliorer l'efficacité de la production d'électricité et de réduire les coûts de production par rapport au système solaire ascendant traditionnel d'origine”, a déclaré Abdelsalam. “Les résultats de l'étude ouvriront la porte à des améliorations supplémentaires à l'avenir pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus.”
Le TTSS fonctionne efficacement dans un climat chaud et sec. Une simulation a été conçue sur la base des conditions météorologiques de Riyad, la capitale de l'Arabie saoudite, où les températures moyennes sont supérieures à 100 degrés de mai à septembre.
Entre les deux processus, la production d’électricité est réalisée 24 heures sur 24. Les conditions météorologiques peuvent affecter la production – l’humidité, plus courante en hiver, ralentit le processus – et les chercheurs notent également que la dépendance à un approvisionnement continu en grandes quantités d’eau est un problème qui doit être résolu.
Un autre avantage du système est sa contribution à la qualité de l’air. Le système TTSS a entraîné une réduction de 677 tonnes d’émissions de dioxyde de carbone.
L'article des chercheurs, intitulé « Une conception innovante de système solaire à double technologie pour la production d'électricité », est publié dans Rapports énergétiques.
Plus d'information:
Emad Abdelsalam et al, Une conception innovante de système solaire à double technologie pour la production d'électricité, Rapports énergétiques (2023). DOI : 10.1016/j.egyr.2023.11.027
© 2023 Réseau Science X
Citation: Des tours solaires fonctionnant 24h/24 et 7j/7 pourraient doubler la production d'énergie (2023, 6 décembre) récupéré le 6 décembre 2023 sur
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