NOS INNOVATIONS

CSP (énergie solaire concentrée) innovante avec système de récupération de la chaleur

Un cycle CSP (énergie solaire concentrée) innovant utilisant des mélanges de CO2 sera développé pour récupérer la chaleur résiduelle de l’usine CSP qui sera ensuite utilisée pour alimenter une usine de dessalement. La nouvelle technologie sera testée pendant un an sur le site pilote de l’usine CSP existante de l’université King Saud, à Riyad.

Le système d’intégration permettra de combiner efficacement des cycles indépendants à haut rendement pour produire des niveaux élevés d’eau pure et d’électricité.

      Système de dessalement associant l'osmose directe et la distillation membranaire

      Parallèlement, un système de dessalement innovant associant l’osmose directe et la distillation membranaire, utilisant une solution d’extraction, exploitera la chaleur résiduelle récupérée de l’usine CSP pour dessaler l’eau de mer. Ainsi, notre projet permettra de produire de l’eau douce avec un faible impact environnemental, tout en optimisant l’exploitation de l’énergie solaire.

      Un cycle de couplage adaptatif pour optimiser le système

      Enfin, les partenaires développeront un système de contrôle adapté pour gérer la production continue d’eau douce tout en faisant fonctionner la centrale solaire à concentration.

      Un cycle électrique innovant adapté à la prochaine génération de centrales solaires à concentration

      DESOLINATION s’attaque à la nouvelle génération de cycles de puissance CSP. Le fluide de travail contient désormais du CO2 et les turbomachines sont adaptées à de nouvelles gammes de températures et de pressions, pour être adaptées aux futures centrales solaires à concentration. Le système proposera un cycle de production d’énergie innovant dans lequel les mélanges de CO2 supercritique seront la prochaine génération de fluides de travail.

      Les avantages de ces innovations sont les suivants

      1) Plages de température adaptables pour répondre aux exigences de l’accouplement.

      2) Turbomachines plus petites, c’est-à-dire moins coûteuses

      Ce nouveau cycle électrique sera installé à l’Université du Roi Saoud et comparé au cycle existant. La chaleur récupérée par l’échangeur de chaleur final sera redirigée pour alimenter le processus de dessalement.

      Un cycle de couplage adaptatif pour optimiser le système

      Un cycle intermédiaire sera ajouté entre le bloc CSP et le bloc de dessalement pour : 1) augmenter la flexibilité d’utilisation, la variation des besoins énergétiques et de l’approvisionnement en énergie ; 2) gérer les états transitoires, ajouter un contrôle supplémentaire ; 3) évaluer indépendamment le cycle énergétique des mélanges de CO2 et du système de dessalement.

      Le couplage adaptatif sera utilisé pour réduire les risques du processus de couplage et s’assurer que toutes les étapes du processus de récupération de la chaleur sont comprises avant de procéder au couplage direct du CSP et du dessalement.

      Des systèmes de contrôle intelligents sont ainsi utilisés dans le réservoir de stockage d’eau pour recueillir des données sur les températures et les pressions après chaque type de cycle et tester les réponses les plus appropriées sur les échangeurs de chaleur et les fluides.

      Après le couplage indirect du CSP et du dessalement, les deux processus seront directement liés, en supprimant le système intelligent de contrôle de la chaleur et en fusionnant les échangeurs de chaleur entre le cycle électrique et la solution de tirage.

      Les échangeurs de chaleur peuvent prendre différentes formes en fonction de nombreux paramètres : températures, pressions, propriétés chimiques des fluides, etc. Mais ils sont essentiels au transfert de chaleur dans les cycles CSP pour récupérer la chaleur du soleil et faire fonctionner la turbine.

      Dans le domaine de la DESOLINATION, le travail spécifique portera sur l’échange de chaleur entre le cycle électrique (air dans l’usine existante, CO2 dans l’usine innovante) et la solution tirée de la désalinisation (solution hautement concentrée). De nouveaux échangeurs de chaleur à circuit imprimé (PCHE) et à ailettes imprimées (PFHE) seront ainsi produits.

      Dans un premier temps, le cycle de stockage adaptatif fournira un environnement plus facile pour tester la récupération de chaleur (l’échange se fera avec de l’eau d’un côté au lieu de deux environnements inconnus difficiles) jusqu’à ce que les deux ensembles de paramètres soient mieux connus et qu’un couplage direct soit possible.

      Une solution solaire optimisée pour le dessalement

      1. Osmose directe : l’eau de mer est extraite de la mer, l’eau est entraînée à travers la membrane par la solution de tirage et les minéraux restants (saumure) sont rejetés. Pendant la durée du projet DESOLINATION, la saumure est traitée pour revaloriser ses minéraux.

      1. Distillation à membrane : grâce à la chaleur récupérée, l’eau est séparée de la solution tirée et passe à travers la membrane pour être collectée en tant qu’eau douce, tandis que la solution tirée retourne au début de la boucle.

      Afin d’optimiser les deux processus, la solution de prélèvement est réglée de manière à remplir plusieurs fonctions : attirer efficacement l’eau de mer, utiliser efficacement la chaleur récupérée du cycle de production d’énergie du CSP et être facilement séparée de l’eau lors de l’étape de distillation de la membrane.