Stockage de chaleur dans du sable

L'energie solaire thermique dans tous ses états: chauffage solaire, eau chaude sanitaire, choix d'un capteur solaire, concentration solaire, fours et cuiseurs solaires, stockage d'énergie solaire par tampon thermique, piscine solaire, climatisation et froid solaire..
Aides, conseils, montages et exemples de réalisations...
ojal
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par ojal » 19/12/23, 21:47

sicetaitsimple a écrit :
ojal a écrit :
sicetaitsimple a écrit :500° est certainement idiot si l'objectif est de faire du chauffage, par exemple

Une application simple serait d'utiliser ce genre de stockage pour des maisons individuelles.
Des panneaux solaires fourniraient l'électricité permettant de faire monter en chaleur la masse de sable.
Puis la chaleur pourrait être récupérée pour les besoins de la maison en eau chaude sanitaire et chauffage l'hiver.
De façon plus générale la discussion peut porter sur l'intérêt d'utiliser du sable pour stocker de l'énergie quelque soit les applications :)
Un des avantages du sable est que l'on doit être sur des choses qui me semblent assez low-tech et donc "relativement faciles" à mettre en œuvre et pas cher...

Certe, le sable, en lui même, est ""low tech". Mais c'est le système complet qui doit être apprécié ('ou non) comme tel.

Pour injecter les calories dans le sable, un système de résistance électrique ne semble pas compliqué et l'énergie consommée par ces résistances va se retrouver d'une façon ou d'un autre "piégée" dans le sable.
Il faudra une enceinte bien isolée. Je n'ai pour le moment pas trop d'éléments sur ce sujet, mais ça ne doit pas être insurmontable et avec des isolants assez classiques?
Pour extraire les calories, il faudra faire circuler un fluide dans le sable; le plus simple étant probablement de l'air dans un tube noyé dans la masse de sable?
Je ne vois rien de très complexe...? La réalisation apportera évidemment son lot de surprises, mais les éléments de base semblent faciles à approvisionner et à mettre en œuvre...
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par Remundo » 19/12/23, 22:39

Salut Ojal, j'avais évoqué le sujet au détour de mes recherches sur le PHRSD.

Sur ce lien : http://sycomoreen.free.fr/PHRSD_FAQ_fra.html#09112008

tu trouveras quelques infos

En effet le stockage thermique en sable (et de préférence de la silice quartzique jusqu'à 1650°C) est possible.

Mais il faut prendre garde à isoler thermiquement ce sable d'autant plus qu'il est chaud, ce qui nécessite des infrastructures assez importantes.

Il existe maintenant des briques réfractaires de quartzite alvéolées où l'on pourrait songer à faire circuler des fluides pour y apporter ou soutirer de la chaleur.
https://french.annecrefractorybrick.com ... brick.html

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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par phil59 » 19/12/23, 22:48

J'avais cru comprendre que les panneaux solaires avaient un rendement médiocre, par rapport à des panneaux thermiques...

A moins de mettre une( beaucoup) parabole qui chauffe directement le sable.... Et l'eau circule dans des canalisation capable elle même de supporter ces chaleurs.
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hmmmmm, hummmmmmmmmmmmmm, hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhmmmmmmmmm, hein, hummmmmmmmmmmmmm.

:oops: :cry: :( :shock:
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par Remundo » 20/12/23, 00:35

panneaux solaires photovoltaïque et thermiques sont difficilement comparables.

Si le but est de stocker de la chaleur à plusieurs centaines de degrés, le solaire parabolique/concentration est le meilleur choix. Mais ça nécessite des zones à fort ensoleillement sans nuage.

Le panneau photovoltaïque fournira de l'effet Joule qui montera à de hautes températures dans un caisson bien isolé, mais c'est assez dommage de dégrader l'électricité en chaleur, et l'effet photovoltaïque ne capte que 20% du flux solaire incident.

La reconversion ultérieure en électricité subira les foudres de Carnot. Et aussi des pertes de stockage. La seule façon de limiter les pertes de Carnot est un stockage à haute température, mais cela impose une très bonne isolation.
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par ojal » 20/12/23, 02:11

Remundo a écrit :.../... En effet le stockage thermique en sable (et de préférence de la silice quartzique jusqu'à 1650°C) est possible.
Il existe maintenant des briques réfractaires de quartzite alvéolées où l'on pourrait songer à faire circuler des fluides pour y apporter ou soutirer de la chaleur.

Merci pour votre réponse :)
Quel serait l'avantage d'utiliser des briques de quartzite par rapport à du 'simple' sable?
De plus, le sable semble plus facile à mettre en œuvre que des briques?
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par ojal » 20/12/23, 02:36

phil59 a écrit :J'avais cru comprendre que les panneaux solaires avaient un rendement médiocre, par rapport à des panneaux thermiques...

A moins de mettre une( beaucoup) parabole qui chauffe directement le sable.... Et l'eau circule dans des canalisation capable elle même de supporter ces chaleurs.

Je n'ai pas comparé ces caractéristiques pour le moment.
Il me semble "facile" d'alimenter des résistances électriques pour atteindre quelques centaines de degrés alors qu'il me semble compliqué d'utiliser un fluide à 500°C par exemple... Donc même si le rendement d'un panneau photovoltaïque est moins bon qu'un panneau thermique, je favorise plutôt des solutions simples, connues, pas cher, faciles à mettre en œuvre, faciles à maintenir. En tous cas dans une première approche :)
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par Remundo » 20/12/23, 08:58

ojal a écrit :
Remundo a écrit :.../... En effet le stockage thermique en sable (et de préférence de la silice quartzique jusqu'à 1650°C) est possible.
Il existe maintenant des briques réfractaires de quartzite alvéolées où l'on pourrait songer à faire circuler des fluides pour y apporter ou soutirer de la chaleur.

Merci pour votre réponse :)
Quel serait l'avantage d'utiliser des briques de quartzite par rapport à du 'simple' sable?
De plus, le sable semble plus facile à mettre en œuvre que des briques?

Le sable est une solution envisageable si on ne chauffe pas trop fort. Néanmoins le sable contient des impuretés qui peuvent se consumer ou bien fondre à partir de quelques centaines de degrés.

La quartzite est une roche naturelle à base de silice qu'on trouve sous forme de pierre, mais qui peut aussi être broyée en sable et c'est un matériau réfractaire. Elle est utilisée dans l'industrie (les fours, la sidérurgie...).

Il existe des sacs de quartzite qu'on peut agglomérer à du ciment pour faire une masse réfractaire "coulable"
https://www.insertec.fr/cuarsil-is8-0-8-an.html

L'avantage d'une roche massive pour stocker la chaleur est double : le volume sera plus petit à masse donnée, ce qui permet de stocker davantage de chaleur pour un même volume, et aussi de réduire les pertes par rayonnement et conduction (lesquelles sont proportionnelles à la surface du matériau).
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par ojal » 20/12/23, 11:36

Remundo a écrit :Le sable est une solution envisageable si on ne chauffe pas trop fort. Néanmoins le sable contient des impuretés qui peuvent se consumer ou bien fondre à partir de quelques centaines de degrés.

La quartzite est une roche naturelle à base de silice qu'on trouve sous forme de pierre, mais qui peut aussi être broyée en sable et c'est un matériau réfractaire. Elle est utilisée dans l'industrie (les fours, la sidérurgie...).

L'avantage d'une roche massive pour stocker la chaleur est double : le volume sera plus petit à masse donnée, ce qui permet de stocker davantage de chaleur pour un même volume, et aussi de réduire les pertes par rayonnement et conduction (lesquelles sont proportionnelles à la surface du matériau).

Avez-vous les caractéristiques comparatives de ces 2 matériaux?
J'aurais tout de même tendance à privilégier le sable sauf si les caractéristiques de la quartzite apportent de gros avantages.
Merci :)
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par Remundo » 20/12/23, 18:15

on ne peut pas répondre à ta question, "le sable", ça ne veut rien dire.

D'autre part ton besoin est mal défini ; combien de kWh veux tu stocker et avec quelle différence de température ?

Même de la terre de jardin humide pourrait faire ton bonheur entre 0 et 100°C...
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Re: Stockage de chaleur dans du sable




par GuyGadeboisLeRetour » 20/12/23, 18:26

1. La batterie de sable peut utiliser toutes sortes de sable

Le sable est un élément clé du béton et donc vital pour la construction moderne. Un béton de bonne qualité nécessite du sable ayant une certaine granulométrie et une certaine forme, c'est pourquoi le sable est extrait même des écosystèmes côtiers plutôt que des déserts.

Cependant, notre technologie est flexible : la batterie de sable peut utiliser du sable avec une composition minérale variée, une très large gamme de distributions granulométriques et aucune restriction sur les caractères microscopiques des grains de sable. Cela permet d’utiliser des matériaux disponibles localement et couramment, voire considérés comme des déchets.

Nous aimons les matériaux de haute densité et peu coûteux qui ne proviennent pas de sources rares. La saleté de quelqu'un d'autre pourrait être notre moyen de stockage de chaleur.
https://polarnightenergy.fi/news/2023/8 ... -explained
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