Récepteur solaire en carbure de silicium pour procédés gaz-particules à haute température – SiCSun

Les concentrateurs solaires permettent la production de chaleur dans la gamme de température 150°-3000°C, mais commercialement cette gamme est limitée à 150-560°C. L’exploitation de la fraction haute de cette gamme de températures (400-560°C) a conduit au développement commercial de centrales solaires thermodynamiques (CSP) -6,5 GW installés dans le monde- ayant des rendements similaires aux cellules PV avec l’avantage d’un stockage thermique massif autorisant la production d’électricité à pleine puissance pendant plus de 10h. Le développement du CSP est actuellement freiné par le coût élevé d’investissement et la nécessité de disposer d’une ressource en rayonnement solaire directe suffisante (disponible unique dans le sud de la France mais plus largement en Espagne par exemple). Néanmoins, la production d’électricité n’est la seule application possible et souhaitable des technologies solaires à concentration (CST). En effet, comme ces technologies produisent d’abord de la chaleur avec un bon rendement (de 50 à 70 %), elles sont applicables à la production de chaleur industrielle (70% de la consommation d’énergie dans l’industrie) et de combustibles verts tels que l’hydrogène et le gaz de synthèse (H2 + CO). L’application des CST dans ces différents domaines convergent vers un objectif commun : augmenter la température de fonctionnement des récepteurs solaires (RS) et transférer cette chaleur à un fluide stable et stockable. Le projet SiCSun vise à réaliser la preuve de concept d’un récepteur solaire céramique mettant en œuvre des particules comme caloporteur ou milieu réactif. Il a également pour objectif d'étudier les enjeux scientifiques et technologiques associés au développement de cette innovation. Il s'agit en particulier de fournir des outils de conception, de pilotage et de maintenance pour la maîtrise des transferts thermiques pariétaux, des écoulements gaz-particules et des contraintes thermomécaniques subies par l’enveloppe (tube) en SiC.