Qu'est-ce qu'un fluide caloporteur?

Le fluide caloporteur est un mélange conçu de produits chimiques qui collectent et transportent la chaleur. Ces fluides sont l’une des technologies clés permettant la production d’électricité à partir d’un système d’énergie solaire à concentration (CSP). Plusieurs critères de fonctionnement doivent être déterminés lors du choix d’un fluide caloporteur approprié.

Dans les systèmes à concentration d'énergie solaire (CSP), une technologie avancée d'énergie solaire, l'énergie lumineuse est convertie en chaleur. C'est une distinction par rapport aux systèmes d'énergie solaire photovoltaïque, où l'énergie lumineuse, capturée par les cellules photoélectriques, produit directement de l'électricité. Dans un processus CSP, la lumière est concentrée par des miroirs qui concentrent la lumière du soleil réfléchie sur les récepteurs, tubes dans lesquels circule le fluide caloporteur. Les fluides chauds sont ensuite acheminés vers la centrale.

Une configuration CSP utilise des miroirs paraboliques disposés en rangées exceptionnellement longues qui ressemblent aux lames de chasse-neige de grandes autoroutes. Le fluide caloporteur se déplace le long des centres horizontaux des miroirs, gagnant de la chaleur lorsqu’il se déplace d’un miroir à l’autre. D'autres configurations utilisent des miroirs circulaires plats qui focalisent la lumière sur des récepteurs accrochés au-dessus des miroirs. Les systèmes ont souvent une fonction de suivi solaire, dans laquelle les miroirs peuvent suivre le mouvement du soleil dans le ciel.

Le fluide chaud est pompé vers une centrale électrique à turbine à vapeur. Là, le fluide chauffe l'eau, prenant la place du combustible dans la traditionnelle centrale électrique alimentée aux combustibles fossiles. Le circuit d’eau bouillante est identique, à l’exception de la variation de conception de l’échangeur thermique entre le fluide caloporteur et l’eau. Il n'y a pas besoin d'un collecteur de gaz et des mécanismes d'échappement.

L'utilisation du fluide caloporteur est remarquable pour deux raisons. Dans ce schéma, aucun carburant n'a été consommé; l'énergie venait du soleil. Par conséquent, il n’ya pas de sous-produits de combustion à manipuler. CSP présente les avantages des centrales photovoltaïques en termes de combustible solaire, mais peut potentiellement atteindre des rendements plus élevés et des rendements électriques supérieurs.

Deuxièmement, la chaleur était littéralement canalisée d'un endroit à un autre. Les ingénieurs pensent généralement que la chaleur est un déchet ou un sous-produit, mais pas un porteur d'énergie. La chaleur se conduit si facilement à travers les parois des canalisations et les conduits, elle ne peut pas être facilement transportée et est mieux utilisée sur le site de production. L'utilisation de fluides caloporteurs avancés rend le transport de chaleur possible.

Les fluides caloporteurs doivent être soigneusement conçus pour avoir une capacité calorifique élevée, une stabilité thermique élevée et une large plage de températures de fonctionnement. Ils doivent rester soit liquides soit conserver des propriétés compatibles avec le système en tant que gaz. Un fluide caloporteur typique a des spécifications de fonctionnement de 12 ° C à 400 ° C (54 ° F à 752 ° F).