Etude multiphysique du stockage thermochimique dans des fours tournants – MULTITHERMO

L'utilisation à grande échelle des énergies renouvelables et notamment de l'énergie solaire nécessite le développement de technologies de stockage de l'énergie de manière à palier l'intermittence de la disponibilité du rayonnement solaire. Parmi toutes les méthodes de stockage, le stockage thermochimique de l'énergie apparaît particulièrement intéressant en raison de sa forte densité de stockage et de sa capacité potentielle à éviter les pertes d'énergie. Une réaction de charge stocke l'énergie solaire tandis que la réaction de décharge inverse restitue cette énergie lorsqu'on en a besoin le plus. Parmi les différents réacteurs permettant ce stockage de l'énergie solaire concentrée (CSP), les fours solaires rotatifs (SRK) apparaissent particulièrement prometteurs car ils peuvent potentiellement permettre le stockage continu et ininterrompu de l'énergie contrairement aux réacteurs batch et semi-batch. Il y a cependant deux aspects principaux qui doivent être approfondis.
D'une part, la modélisation des fours rotatifs est encore limitée et une compréhension réaliste de l'interaction entre l'écoulement granulaire, le transfert de chaleur et la cinétique chimique n'a pas encore été atteinte. D'autre part, la construction d'un SRK directement irradié avec la possibilité d'ajuster le débit solide aux fluctuations du rayonnement solaire serait très avantageux.
L'objectif du projet MULTITHERMO sera de développer un modèle multiphysique réaliste et consistant physiquement et chimiquement qui décrira tous les aspects du stockage de la chaleur dans un four rotatif et de le valider en utilisant les données d'un nouveau prototype de SRK et d'un four tournant électrique déjà existant et d'un tambour rotatif déjà existant. Il sera principalement basé sur la réduction du BaO2(s) comme réaction de stockage de chaleur prometteuse. Cette réaction sera également étudiée lors du projet de manière à maitriser sa cinétique chimique.