Les avancées en matière d’énergie renouvelable continuent de changer notre quotidien. Des chercheurs indiens viennent de mettre au point un système de chauffe-eau solaire assez original qui utilise du sable ordinaire pour stocker la chaleur. Ce projet, réalisé par l’Institut National de Technologie (NIT) Kurukshetra et l’Institut National de l’Énergie Solaire (NISE) Gurugram, cherche à remédier à la difficulté qu’on rencontre souvent avec l’énergie solaire en raison de sa variabilité.
Une solution originale et pérenne
Ce système, baptisé « Fine Sand Solar Geyser » (FSG), a été imaginé pour fournir de l’eau chaude domestique tout en faisant face aux fluctuations du rayonnement solaire. Le concept est simple mais malin : utiliser du sable fin pour retenir la chaleur, tout comme les générateurs thermoélectriques transforment la chaleur corporelle en électricité. Le FSG se compose d’un chauffe-eau solaire intégrant du sable fin, associé à une tige chauffante en fil de nichrome et à un échangeur de chaleur circulaire doté d’ailettes en aluminium. Trois panneaux solaires polycristallins de 300 W chacun alimentent le dispositif.
L’idée ? Transformer l’énergie électrique produite par ces panneaux en chaleur grâce à la conversion thermique de la tige chauffante, qui va ensuite réchauffer 120 kg de sable fin. Cette chaleur est ensuite transmise à l’eau via l’échangeur, assurant ainsi une continuité dans la disponibilité de l’eau chaude.
Les atouts surprenants du sable
Le choix du sable n’est pas anodin. Ce matériau offre la possibilité de stockage d’énergie thermique, de la garder de manière uniforme et de la restituer progressivement. En plus, le sable est peu coûteux et facilement accessible, ce qui rend le système intéressant aussi bien pour l’environnement que pour le portefeuille.
Les essais du système ont donné des résultats impressionnants. Sur deux jours successifs, la température enregistrée a varié de 25,2°C à 164,2°C le premier jour, puis de 94,7°C à 211,9°C le second jour. La quantité d’énergie thermique stockée était alors de 14,39 MJ et de 13,02 MJ respectivement, avec une efficacité de charge de 97,41% le premier jour et de 90,76% le second jour.
Des performances qui en disent long
Côté fonctionnement, le système a permis de produire 140 litres d’eau chaude le premier jour et 152 litres le second, avec un débit constant de 0,67 litre par minute. La température moyenne de l’eau a été relevée avec une augmentation de 11,7°C le premier jour et de 13,75°C le second. Même pendant les périodes sans soleil, l’efficacité globale de déchargement est restée au voisinage de 90%.
Un bilan économique plutôt alléchant
Sur le plan financier, ce prototype présente aussi des avantages notables. Le coût initial du système est d’environ 278 $, avec un coût énergétique de 0,0233 $/kWh. Le retour sur investissement est estimé à environ 4,45 ans, et le dispositif est censé durer pendant 25 ans.
Dinesh Kumar Saini affirme que « le système FSG offre une solution durable, respectueuse de l’environnement et rentable pour le chauffage de l’eau en stockant l’énergie thermique dans du sable fin ». Ce dispositif n’est pas seulement performant ; il ouvre la porte à des alternatives énergétiques plus vertes et plus résistantes face aux défis climatiques actuels.
