25/01/2019 - Le chauffage solaire peut réduire à 70% l'impact sur le changement climatique

Menéame

Enquêteurs Universidad Rovira i Virgili ont démontré le potentiel économique et environnemental des installations de stockage d'énergie solaire thermique dans l'Union européenne. Les simulations ont été réalisées pour les centrales de Madrid, Athènes, Berlin et Helinski, et il a été constaté que l'impact environnemental lié à l'effet de serre peut diminuer de 70% par rapport au système classique de chauffage au gaz naturel.

Le principe du fonctionnement des centrales de chauffage solaire centralisées avec stockage d'énergie thermique est simple: accumulent l'énergie solaire thermique excessive de l'été pour l'utiliser en hiver. Deux objectifs sont ainsi atteints: des économies économiques, principalement dues à la réduction du gaz naturel des chaudières, et des économies environnementales dues à la réduction des gaz à effet de serre. La mise en œuvre exige Collecteurs solaires, réservoirs pour stocker l'eau chaude y une gestion optimale du système de chauffage.

Ces méthodes, utilisées au Canada et dans certains pays du nord et du centre de l'Europe, ne sont pas appliquées dans la plupart des pays qui ont plus d'heures de soleil. Enquêteurs du groupe SUSCAPE (Sustainable Computer Aided ProcessEngineering) de l'URV ont conduit une étude sur le fonctionnement de ces plantes dans différentes zones climatiques afin de vérifier les bénéfices dans des conditions différentes. Ils ont fait des simulations de plantes dans plusieurs zones climatiques: dans le sud de l'Europe (Athénas et Madrid), dans le centre (Berlin) et dans le nord (Helsinki). Les chercheurs ont simulé un ensemble de bâtiments avec un total de mille logements dans ces villes et ont optimisé l'installation pour assurer le fonctionnement sans avoir à utiliser le gaz naturel pendant une bonne partie des mois de demande de chauffage.

Installations de stockage centralisées

Les plaques solaires thermiques chauffent de l'eau, qui est stockée dans des réservoirs très grands et très isolés et peuvent être sous terre. Ainsi, l'eau chaude est conservée pendant des mois avec de faibles pertes de chaleur. La chaleur stockée est utilisée jusqu'en février ou mars, puis un minimum de soutien au gaz naturel est nécessaire. Dans les systèmes classiques d'énergie solaire thermique, le volume d'eau chaude stockée par un mètre carré de plaque est d'environ 100 litres, alors qu ' avec ces centrales de chauffage solaire, le volume par mètre carré de plaque est d'environ 7 000 litres d'eau.

Les résultats des travaux ont conclu que l'installation d'installations centralisées de chauffage solaire permet d'utiliser plus de 90% d'énergies renouvelables dans toutes les zones climatiques analysées et que l'évaluation environnementale montre une amélioration significative par rapport au système classique de chauffage (gaz naturel), l'impact environnemental lié à l'effet de serre étant réduit d'environ 70%. Dans les climats les plus froids, les dimensions des équipements et donc l'investissement initial est plus grand. Par exemple, l'aire de collecte solaire de Madrid est de 7 000 m2 et pour Helsinki, elle devrait être supérieure à 30 000 m2. En ce qui concerne le volume de stockage, il serait de 65 000 m3 et 230 000 m3 respectivement.

Les systèmes d'accumulation d'énergie thermique qui existent dans certains ménages sont généralement destinés à l'utilisation de l'eau à court terme, dans les heures suivantes, le lendemain ou une semaine plus tard au maximum. En Catalogne, il existe également 60 installations de chauffage par district (comme le 22@ à Barcelone), mais elles ne fonctionnent pas avec l'énergie solaire, mais avec de la biomasse ou d'autres types de centrales thermiques. Le système étudié est économiquement viable, si nous évaluons le coût pendant toute la durée d'exploitation de quarante ans, mais nécessite un investissement initial élevé, qui ne se justifie que par un retour à long terme. Toutes les prévisions indiquent que les prix de l'énergie provenant de sources fossiles évolueront à la hausse; par conséquent, ces systèmes seront plus compétitifs à long terme et réduiront sensiblement les émissions de gaz à effet de serre.

Cette recherche, publiée dans le magazine Applied Energy, a été dirigé par le chercheur Dieter Boer, du Département de l'ingénierie chimique de l'URV, et a été réalisé en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Lérida. Il s'inscrit dans le cadre d'un projet coordonné par des scientifiques de ces deux universités et de l'Université de Barcelone intitulé "Identification des obstacles et opportunités durables dans les matériaux et les applications du stockage de l'énergie thermique," financé par le Ministère de l'économie et de la compétitivité.

Référence bibliographique: “Economic and environmental potential for solar assisted central heating plants in the EU residential sector: Contribution to the 2030 climate and energy EU agenda”. Tulus, V., Abokersh, M. H., Cabeza, L. F., Vallès, M., Jiménez, L., Boer, D. 2019, Applied Energy, 236, pp. 318-339 https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.094

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Universidad Rovira i Virgili

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