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Aujourd’hui, nous allons nous intéresser à l’énergie solaire liquide, un nouveau mode de stockage révolutionnaire.
En quelques mots, il s’agit d’un liquide qui stocke l'énergie solaire pendant des années. Une molécule capable de stocker la chaleur pourrait être la solution dont le domaine de l'énergie solaire a besoin, et elle existe déjà ! ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️

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Transcription
00:00 Hello tout le monde, on espère que vous allez bien et que vous êtes prêts pour notre nouveau
00:11 sujet du jour sur la chaîne Dattec. Aujourd'hui, nous allons nous intéresser à l'énergie
00:15 solaire liquide, un nouveau mode de stockage révolutionnaire.
00:18 En quelques mots, il s'agit d'un liquide qui stocke l'énergie solaire pendant des
00:25 années. Une molécule capable de stocker la chaleur pourrait être la solution dont
00:29 le domaine de l'énergie solaire a besoin et elle existe déjà. Conçue en laboratoire,
00:34 cette molécule peut retenir les rayons du soleil et stocker l'énergie pendant environ
00:38 18 ans. L'intérêt des panneaux solaires pour la transition énergétique est connu
00:42 depuis longtemps, mais jusqu'à présent, il n'a pas été possible de passer à l'échelle
00:46 supérieure, notamment parce que l'énergie solaire intermittente dépend de la disponibilité
00:50 de la lumière du soleil. La plupart des technologies de batterie actuellement disponibles sont
00:55 coûteuses et difficiles à entretenir. Jusqu'à présent, l'exploitation de l'énergie solaire
01:00 au moyen de panneaux solaires et son stockage dans des matériaux au lithium semble être
01:04 la seule option possible. Néanmoins, le lithium révèle de sérieux problèmes de sécurité.
01:08 Cependant, il existe d'autres moyens moins connus. Les principales options de stockage
01:13 disponibles aujourd'hui ont évolué ces dernières années. Mais leurs améliorations
01:17 ne sont pas suffisantes, leurs prix restent variables et ils présentent des problèmes
01:21 de sécurité. Comme le cobalt nickel, les ions lithium sont exploités pour produire
01:26 des électrons dans un électrolyte avec un séparateur qui contrôle le processus. Il
01:30 existe cependant d'autres moyens directs de stocker l'énergie solaire, notamment
01:34 en exploitant la chaleur que les centrales solaires concentrent en grande quantité.
01:38 Cette chaleur peut être exploitée pour produire de l'électricité et d'autres éléments
01:43 comme l'hydrogène vert. Il existe plusieurs systèmes pour stocker la chaleur et la convertir
01:47 en énergie mécanique, puis en énergie électrique. Parmi eux, cette nouvelle percée permet de
01:53 stocker et de concentrer l'énergie solaire dans un liquide pendant 18 ans. Plusieurs
01:58 technologies existantes sont basées sur la capture de la chaleur, la première des technologies
02:02 est l'énergie solaire concentrée. Bien qu'à première vue cela ressemble à l'utilisation
02:07 de panneaux solaires, il s'agit en fait de deux concepts différents. Les cellules en
02:11 silicium cristallin ou en arsenure de gallium fonctionnent comme des semi-conducteurs pour
02:15 transformer l'énergie en électricité. Ces cellules solaires sont combinées avec
02:20 du phosphore, du bord, formant deux sous-systèmes. Lorsque la cellule solaire absorbe les rayons
02:25 du soleil, les photons transportent les électrons dans les deux sens, libérant ainsi de l'énergie,
02:30 elle est ensuite stockée dans du lithium. Le second concept est celui de la centrale
02:35 solaire thermodynamique à concentration. Les miroirs sont utilisés pour réfléchir
02:39 et concentrer la lumière du soleil en un point précis afin de produire une grande
02:43 quantité de chaleur. La chaleur accumulée entraîne un moteur Stirling pour produire
02:48 de l'électricité. Il y a également le système de concentration de chaleur. Ce système
02:53 a de multiples fonctions, le dessalement de l'eau, la récupération assistée du pétrole
02:57 et la production de ciment. Du fait de son application dans la production d'électricité
03:02 à grande échelle, plusieurs modèles se sont distingués. Ils sont classés en trois
03:06 types généraux. Le premier type de ce système est à auge parabolique. Dans ce système,
03:11 des réflecteurs paraboliques sont utilisés pour absorber les rayons du soleil et les
03:15 concentrer ensuite sur un tube qui fait office de récepteur. Lorsqu'il reçoit les faisceaux
03:20 lumineux, le liquide préchauffé est utilisé pour faire bouillir de l'eau. La vapeur
03:24 produite alimente des turbines qui transforment l'énergie mécanique en énergie électrique.
03:29 La centrale à miroirs cylindro-parabolique Genesis, située dans le comté de Riverside
03:34 en Californie, est l'une des plus grandes centrales solaires à concentration des Etats-Unis.
03:38 La centrale a une capacité de production de 250 MW et est en service depuis l'année
03:44 2011. Ces systèmes à miroirs cylindro-parabolique peuvent également être utilisés pour créer
03:49 des systèmes hybrides. Notamment en complément de centrales thermiques utilisant des combustibles
03:55 tels que le charbon, le gaz naturel et les biocarburants. De toutes les technologies
03:59 de concentration de chaleur existantes, les systèmes à auge ont le rendement le plus
04:03 faible, soit environ 15%. Le deuxième type est le système à auge parabolique.
04:08 Ce système consiste à utiliser une parabole de miroirs pour diriger et concentrer la lumière
04:12 du soleil sur un moteur central qui produit de l'électricité. Ce système tire parti
04:18 du rayonnement solaire direct. Le faisceau de lumière solaire accumulé est réfléchi
04:22 sur un récepteur thermique qui stocke la chaleur. Un récepteur thermique consiste
04:26 en un ensemble de tubes avec un fluide de refroidissement, généralement de l'hydrogène
04:31 ou de l'hélium. Ces composants peuvent à la fois transférer la chaleur et être
04:35 le fluide qui permet au moteur de fonctionner via l'ébullition et de la condensation.
04:40 Le moteur thermique le plus couramment utilisé est le moteur Stirling qui utilise un fluide
04:45 surchauffé pour déplacer des pistons et générer une puissance mécanique. Ces systèmes
04:50 peuvent produire entre 10 et 25 kWh d'électricité par plaque et ont un rendement de conversion
04:55 de 30%. Le problème est que cette façon de concentrer la chaleur implique de combiner
05:00 un réflecteur avec des moteurs Stirling, ce qui n'est pas idéal pour stocker l'énergie.
05:04 Et le troisième type, les tours de chaleur alimentés en sel fondu. Ces systèmes utilisent
05:09 des miroirs de suivi solaires plats, mieux connus sous le nom d'héliostat. Ils servent
05:14 à concentrer la lumière du soleil sur un récepteur situé au sommet d'une tour.
05:18 Ici, la chaleur est transportée par un fluide vers une chaudière où elle génère de la
05:22 vapeur. Cette vapeur est à son tour utilisée pour actionner une turbine afin de produire
05:26 de l'électricité. Le choix du sel fondu est justifié car il conserve le mieux la
05:31 chaleur et peut être stocké pendant des jours sans être utilisé. La plus grande
05:35 usine de ce type aux Etats-Unis est celle d'Ivanpa. Située dans le désert de Mojave
05:40 en Californie, elle peut produire jusqu'à 392 MW d'électricité. Pour pallier le
05:45 problème du sel gelé, la société norvégienne Yara a mis au point un nouveau mélange de
05:49 sel fondu à base de calcium, potassium, sodium et nitrate. Grâce à ces niveaux de températures
05:55 améliorées, les performances et l'efficacité énergétique sont augmentées. Sa rentabilité
06:00 est estimée entre 30 et 50%.
06:03 Il existe d'autres méthodes efficaces pour concentrer la chaleur solaire et la stocker.
06:07 Une entreprise californienne développe une solution solaire à concentration qui permet
06:11 de stocker l'énergie dans les roches. Cette technologie utilise l'intelligence artificielle
06:17 et l'apprentissage automatique pour aligner avec précision une série de miroirs. Les
06:21 positions des miroirs et leurs angles de réflexion sont ajustés en continu. Ce système peut
06:26 atteindre 1500 degrés, bien plus que les 450 des autres systèmes.
06:31 Une autre alternative, qui est au cœur du sujet de cette vidéo, utilise des molécules
06:35 qui chassent la chaleur. Les molécules étudiées en laboratoire n'ont pas encore la capacité
06:40 de déploiement à grande échelle des concentrateurs de chaleur actuels, mais ils constituent certainement
06:45 une alternative innovante. Cette nouvelle technologie s'appelle le système moléculaire
06:49 de stockage de l'énergie solaire thermique, connu sous l'acronyme anglophone MOST. Elle
06:55 consiste à créer des molécules en laboratoire pour capter les rayons du soleil. Les scientifiques
06:59 de l'université de technologie de Chalmers, en Suède, ont créé un fluide capable de
07:04 stocker l'énergie solaire pendant des années. Le fluide contient une molécule composée
07:08 de carbone, d'hydrogène et d'azote. Cette molécule a été modifiée pour absorber
07:12 différentes longueurs d'onde de la lumière solaire. Ainsi, elle peut exploiter l'énergie
07:17 des rayons ultraviolets du spectre de la lumière bleue et verte. Pour contrôler le stockage
07:21 et la libération de l'énergie de la molécule, ils ont créé un catalyseur qui agit comme
07:25 un filtre liquide. Ce processus permet à la molécule de revenir à son état d'origine.
07:30 Tant qu'elle ne revient pas à son état initial, elle est prête à capter davantage
07:34 d'énergie solaire. Il s'agit ainsi d'un cycle fermé qui peut fonctionner des centaines
07:38 de milliers de fois pour transformer cette chaleur en électricité. Couplée à un dispositif
07:43 générateur chinois, elle pourrait être développée sous la forme d'une puce ultra
07:47 mince pour les appareils électroniques courants, comme un smartphone. Ce système moléculaire
07:52 norvégien ne permet pas de capter autant d'énergie que la technologie photovoltaïque,
07:57 mais la récupération de chaleur peut être efficace pour les petits appareils. Le problème
08:01 est qu'une partie de la chaleur stockée est perdue pendant l'extraction. Ces molécules
08:05 chasseuses de chaleur sont encore en cours de développement. De nouvelles molécules
08:08 sont testées pour améliorer les processus de capture et de génération de chaleur.
08:13 La molécule n'atteindra peut-être pas des rendements similaires à ceux des systèmes
08:16 photovoltaïques ou des systèmes d'énergie solaire concentré, mais elle pourrait être
08:20 utilisée comme technologie d'appoint. Cette technologie pourrait constituer une nouvelle
08:24 étape vers un avenir plus vert.
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08:42 [Musique]

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