L'entreprise norvégienne SINTEF a développé un système de stockage de chaleur à base de matériaux à changement de phase (PCM) pour soutenir la production photovoltaïque et réduire les pointes de consommation. Le conteneur de batterie contient 3 tonnes de cire biologique liquide à base d'huile végétale et dépasse actuellement les attentes dans l'usine pilote.
L'institut de recherche indépendant norvégien SINTEF a développé une batterie à base de PCM capable de stocker l'énergie éolienne et solaire sous forme d'énergie thermique à l'aide d'une pompe à chaleur.
Les PCM peuvent absorber, stocker et libérer une grande quantité de chaleur latente dans une plage de températures donnée. Ils sont souvent utilisés en recherche pour refroidir et maintenir au chaud les modules photovoltaïques.
« Une batterie thermique peut utiliser n'importe quelle source de chaleur, à condition que le liquide de refroidissement lui fournisse de la chaleur et l'évacue », a expliqué le chercheur Alexis Sewalt à pv. « Dans ce cas, l'eau est le fluide caloporteur, car elle convient à la plupart des bâtiments. Notre technologie peut également être utilisée dans les procédés industriels utilisant des fluides caloporteurs sous pression, comme le dioxyde de carbone sous pression, pour refroidir ou congeler des procédés industriels. »
Les scientifiques ont placé ce qu'ils appellent une « bio-batterie » dans un récipient en argent contenant 3 tonnes de PCM, une bio-cire liquide à base d'huiles végétales. On rapporte que cette cire fond à la température du corps et se transforme en un matériau cristallin solide lorsqu'elle refroidit en dessous de 37 °C.
« Ce résultat est obtenu grâce à 24 plaques tampons qui libèrent la chaleur dans l'eau de process et agissent comme vecteurs énergétiques pour la détourner du système de stockage », expliquent les scientifiques. « Le PCM et les plaques thermiques rendent Thermobank compact et performant. »
Le PCM absorbe beaucoup de chaleur, passant de l'état solide à l'état liquide, puis libère de la chaleur en se solidifiant. Les batteries peuvent alors chauffer l'eau froide et la diffuser dans les radiateurs et les systèmes de ventilation du bâtiment, produisant ainsi de l'air chaud.
« Les performances du système de stockage de chaleur basé sur le PCM ont été exactement conformes à nos attentes », a déclaré Sevo, précisant que son équipe testait le dispositif depuis plus d'un an au laboratoire ZEB, géré par l'Université norvégienne de recherche en technologies (NTNU). « Nous exploitons au maximum l'énergie solaire du bâtiment. Nous avons également constaté que le système était idéal pour la réduction des pics de consommation. »
Selon l'analyse du groupe, charger les biobatteries avant la période la plus froide de la journée peut contribuer à réduire considérablement la consommation d'électricité du réseau tout en profitant des fluctuations des prix au comptant.
« Le système est donc beaucoup moins complexe que les batteries conventionnelles, mais il n'est pas adapté à tous les bâtiments. S'agissant d'une nouvelle technologie, les coûts d'investissement restent élevés », a déclaré le groupe.
La technologie de stockage proposée est beaucoup plus simple que les batteries conventionnelles car elle ne nécessite aucun matériau rare, a une longue durée de vie et nécessite un entretien minimal, selon Sevo.
« Dans le même temps, le coût unitaire en euros par kilowattheure est déjà comparable ou inférieur à celui des batteries conventionnelles, qui ne sont pas encore produites en série », a-t-il déclaré, sans préciser de détails.
D'autres chercheurs du SINTEF ont récemment développé une pompe à chaleur industrielle haute température utilisant de l'eau pure comme fluide de travail, dont la température atteint 180 °C. Décrite par l'équipe de recherche comme « la pompe à chaleur la plus chaude du monde », elle peut être utilisée dans divers procédés industriels utilisant la vapeur comme vecteur énergétique et, selon son créateur, peut réduire la consommation énergétique d'une installation de 40 à 70 % grâce à sa capacité à récupérer la chaleur perdue à basse température.
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Vous ne verrez rien ici qui ne fonctionne pas bien avec le sable et qui retient la chaleur à des températures plus élevées, de sorte que la chaleur et l'électricité pourraient être stockées et produites.
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