Sera-t-il possible d’utiliser les bâtiments comme des batteries géantes d’énergie renouvelable ?

Sera-t-il possible d’utiliser les bâtiments comme des batteries géantes d’énergie renouvelable ?

Le monde s’engage de plus en plus dans le développement des sources d’énergie renouvelables. Cependant, l’un des plus gros problèmes est celui du stockage. En ce sens, des chercheurs américains ont découvert un moyen d’utiliser les bâtiments comme des batteries géantes. A la base de cette découverte se trouvent les cénosphères. Savez-vous ce qu’ils sont ?

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Les récents accords conclus par les membres de la COP28, qui fixent un objectif ambitieux de tripler la production d’énergie renouvelable d’ici 2030, ont suscité des inquiétudes dans le secteur de l’énergie. Il n’est pas surprenant que les dirigeants du monde affirment que cela est nécessaire pour atteindre l’objectif de maintenir la hausse de la température mondiale à 1,5°C.

Mais tripler la production d’énergie renouvelable ne consiste pas seulement à multiplier l’installation d’éoliennes et de panneaux photovoltaïques. La clé est d’améliorer la technologie existante et, surtout, de tirer le meilleur parti de la production de ces deux énergies intermittentes et dépendantes des conditions météorologiques.

Exploiter tout le potentiel des énergies renouvelables

Les batteries de secours sont le principal moyen choisi par les scientifiques et les industriels du secteur de l’énergie pour assurer l’exploitation de la production d’énergie solaire et éolienne. Ce n’est pas un hasard si celles-ci ont une capacité de production élevée lorsqu’il y a du soleil et du vent, au point qu’une partie de cette énergie est perdue car elle ne peut être stockée.

À ce jour, de nombreuses idées ont émergé pour résoudre ce problème. Des batteries typiques, qu’elles soient au lithium, à hydrogène, à eau salée ou autres, à la technologie hydroélectrique par pompage (comme nous l’avons au Portugal) ou à l’énergie gravitationnelle.

Aujourd’hui, un groupe de scientifiques de l’Université d’Alabama, en collaboration avec le Laboratoire national des énergies renouvelables des Etats-Unis (NREL)a créé un système qui permettra de stocker l’énergie dans les bâtiments, à la manière d’une grande batterie de secours.

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Les cénosphères sont la clé

L’utilisation de matériaux de construction pour le stockage de l’énergie n’est certainement pas une idée nouvelle. Cependant, à ce jour, les petites capsules utilisées pour stocker des matériaux à changement de phase destinés au stockage de l’énergie thermique ont tendance à avoir boîtiers en polymère qui n’ont pas une résistance suffisante.

Cela les a rendus inadapté aux applications nécessitant une résistance élevéecomme son incorporation dans le béton ou d’autres matériaux de construction.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont mis au point une « méthode innovante et inspirée de la nature pour appliquer un revêtement de silice sur la surface » de ces microcapsules. Ô le revêtement est composé de cénosphèresun sous-produit des centrales électriques au charbon.

Cette approche offre « plusieurs avantages importants par rapport aux méthodes existantes », notamment une amélioration « remarquable » des performances thermiques des microcapsules et une plus grande résistance au feu. Elle offre également une résistance bien supérieure aux techniques précédentes, permettant l’intégration de microcapsules dans les matériaux de construction « sans perte significative de résistance » dans la structure du bâtiment.

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Le professeur Jialai Wang du Département de génie civil, de construction et environnemental de l’Université d’Alabama affirme qu’en incorporant ces matériaux dans les bâtiments et les systèmes CVC, les bâtiments peuvent devenir des unités de stockage d’énergie distribuées.

Cela permet de stocker le surplus d’énergie généré pendant les périodes de forte production renouvelable pour une utilisation ultérieure lorsque la demande est plus élevée ou pendant les périodes de faible production renouvelable.

De plus, ces systèmes peuvent agir comme tampons pour atténuer les fluctuations de l’offre et de la demande d’énergie, assurant ainsi la stabilité du réseau électrique. De même, les bâtiments équipés de ces systèmes peuvent servir de sources d’énergie fiables en cas de panne de réseau ou d’urgence.

Ce bâtiment est en réalité une batterie géante : la première au monde à stocker l’énergie gravitationnelle.

» A déclaré Jialai Wang.

Que sont les cénosphères ?

Une cénosphère est un sphère creuse, inerte et légère, composé principalement de silice et d’alumine, et rempli d’air ou de gaz inerte. Il est généralement produit comme sous-produit de la combustion du charbon dans les centrales thermiques. Ces Cénosphères ont des propriétés exceptionnelles, puisqu’elles sont :

  • Lumière: sa densité apparente varie entre 0,35 et 0,45 g/cm³.
  • Rond: grâce à leur sphéricité, ils facilitent l’application du matériau qui les contient, en le répartissant de manière homogène.
  • Atténuation acoustique: absorbe et réfléchit les ondes sonores.
  • Résistance mécanique: augmente la résistance mécanique du support en asphalte, béton, peinture et céramique.
  • Résistance: sont utilisés dans le moulage, les peintures résistantes aux hautes températures et les retardateurs de flamme.
  • Réflectivité thermique: dissipent la chaleur grâce à leur faible conductivité thermique.
  • Inerte et avec une dureté de 5-6 Mohs.

Les cénosphères sont utilisées pour alléger divers matériaux, tels que ciments, réfractaires, mortiers, plastiques, caoutchoucs et résines. Ils apportent également des avantages au système auquel ils sont ajoutés, comme une réduction de poids, une meilleure fluidité et une plus grande résistance.

Dans la construction, ils sont utilisés dans les ciments à faible densité, les peintures, les mortiers, les panneaux acoustiques, les systèmes d’isolation extérieure et les revêtements de sol. Ils trouvent également des applications dans céramiques, plastiques, matériaux pour automobiles, loisirs, énergie et technologie.