Atelier Clim Solaire Les journées de l Afrique du Nord et du Moyen-Orient

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1 Atelier Clim Solaire Les journées de l Afrique du Nord et du Moyen-Orient ENERGAÏA Montpellier 6 Décembre 2012 Romain SIRÉ

2 Contexte : Clim conventionnelle Une consommation d électricité croissante en Europe pour la climatisation

3 Contexte : Clim conventionnelle Un marché gigantesque de la climatisation et en fort développement Même actuellement avec une baisse de 10% du marché en 2009 et une stagnation en 2010 et 2011 Le marché mondial représente environ US$

4 Historique : évolution de la climatisation solaire De l Exposition Universelle de Paris : Premier bloc de glace à partir de l énergie solaire (1878) Source : Olynthus Verlag A Banyuls sur Mer Europe (1991) 52 kw 130 m² Encore en fonctionnement nominal en 2012 Source: TECSOL Au collège UWCSEA à Singapour (2011) 1500 kw m² Asie Source : SOLID

5 Climatisation solaire : Pourquoi? Les besoins en froid et les apports solaires coïncident, au moins à l échelle de la saison Diminution des pics de consommation d électricité liés à la climatisation en été Utilisation possible de l énergie solaire toute l année (climatisation en été et chauffage en hiver en métropole ou ECS toute l année)

6 Corrélation besoin/ressource Échelle journalière Exemple: Bureaux à Madrid Journée de juillet

7 Corrélation besoin/ressource Échelle annuelle Exemple: Bureaux à Madrid

8 Froid solaire : technologies disponibles RAYONNEMENT SOLAIRE Procédé électrique panneaux photovoltaïques Procédé thermique collecteurs solaires Cycle à compression Procédé par conversion de la chaleur Procédé thermomécaniques Disponible sur le marché Phase de test sur installations pilotes Cycle ouvert Sorbant liquide Absorber à contrecourant Sorbant solide Cycle fermé Sorbant liquide Ammoniac / Eau Eau / Bromure de lithium Sorbant solide Cycle de Ranquine / compression de vapeur Cycle par système jet Roue déshumidicatrice Adsorption (ex: eau / silicagel) Cycle de Vuilleumier Procédé sur lit fluidisé Adsorption sèche (ex: ammoniac / sels)

9 Froid solaire : technologies disponibles

10 Répartition du marché Source : Sun and Wind Energy, article of Uli Jacob, february 2008

11 Principe général : Clim/Chauff solaire

12 Principe général : Clim/Chauff solaire

13 Processus thermodynamique Système tritherme

14 Comparaison Absorption/Adsorption Puissances minimales Température de fonctionnement Absorption 3 fabricants en 35kW 10-15kW C Adsorption 2 fabricants en 70kW 7-15 kw C COP thermique 0,6 à 0,75 0,55 0,65 Taille 35 kw (Yazaki) env. 2 x1 x1 m 600 kg GBU 70 kw 2,2 x 3,7 (long)x 1,6 5 tonnes

15 Machines à sorption disponibles Source : IEA-SHC Task 48

16 Capteurs solaires Technologie captation solaire Technologie climatisation Linéaire Fresnel Cylindro parabolique Machine Absorption Triple effet Tubes sous vide Machine Absorption double effet Plan Desiccant Cooling Machine Absorption simple effet

17 Systèmes de refroidissement Tour de refroidissement ouverte ou fermée Aérorefroidisseur sec Refroidisseur adiabatique Coût faible Coût faible Coût très élevé Bonnes performances Performances moyennes Bonnes performances Conso d eau Pas de conso d eau Faible conso d eau Faible conso d électricité Forte conso d électricité Faible conso d électricité Risque de légionelles Pas de risque de légionelles Pas de risque de légionelles Il existe d autres systèmes : Aérorefroidisseur hybride, Réchauffage piscine, Sondes géothermiques, etc.

18 Exemple : MEDISCO Dans le cadre d un projet de R&D financé par l UE De 2006 à 2010 Objectif principal: mise en place d une installation de froid solaire dans l industrie agro-alimentaire du sud du bassin méditerranéen Plus d informations : Choix de la cible : À Marrakech Usine existante de l entreprise BESTMILK

19 Exemple : MEDISCO Modélisation charge frigorifique : Interface TRNSYS Profil horaire de la demande en énergie frigorifique

20 Schéma de principe : Exemple : MEDISCO

21 Exemple : MEDISCO Capteurs solaires : cylindro paraboliques à concentration 18 capteurs 73 m²

22 Exemple : MEDISCO Stockage froid : MCP (Matériaux à changement de phase) Production de froid jusqu à -3 C 45 kwh stockage Nodules sphériques AC.00 avec changement de phase à 0 C Température de déstockage : +3 C

23 Exemple : CLIM + ECS (Arche J. Cœur) Programme Emergence (aides contre garantie de résultats) >> Froid Solaire >> Emergence Valoriser la ressource solaire au maximum Clim en été + ECS toute l année (au lieu du chauffage en hiver) Projet Clim/ECS solaire sur l «Arche Jacques Cœur» à Montpellier!

24 Exemple : CLIM + ECS (Arche J. Cœur) Description du bâtiment cible : SERM : Société d Equipement de la Région Montpelliéraine => Propriétaire du système TECSOL : Bureau d études AXIMA : Entreprise en charge des travaux Ensemble de bâtiments récents (2010) ZAC Jacques Cœur à Port Marianne (Montpellier) Vue Bâtiment A 2 parties : bâtiments A & B Bâtiment A : m² bureaux et magasins Bâtiment B : m² avec 167 appartements Position des bâtiments

25 Exemple : CLIM + ECS (Arche J. Cœur) Description du Système Stratégie de dimensionnement : Espace disponible sur la toiture! (R+8) Simplicité & productivité maximum 240 m² de capteurs plans double vitrage 1 machine à absorption 35 kw Circuit solaire sécurisé : autovidangeable + eau glycoléee Champ capteurs solaires en mode drainback Principe autovidangeabilité 1 ballon tampon chaud de 1500 litres Préchauffage ECS (+ 10 m 3 capacité de stockage ECS additionnelle)

26 Exemple : CLIM + ECS (Arche J. Cœur) Principe hydraulique :

27 Exemple : CLIM + ECS (Arche J. Cœur) Premiers résultats : Exemples de puissances (en kw sur 3 jours d août 2012) Puissance frigo Puissance générateur Puissance rejet chaleur COPth moyen de 0,6 COPélec moyen de 7,2 (uniquement en clim!)

28 Exemple : CLIM + ECS (Arche J. Cœur) Conclusions : ROI du projet peu performant ( 15 ans) MAIS Garantie d un certain niveau de performances (système Emergence) Projet Démo (expérimentation) + projet non générateur de profits directs (couverture du coût total sur la durée entière du projet) Economies de CO2 pour cette installation Clim/ECS solaire Hypothèses : Pour l électricité : 120 g de CO2/kWh Pour le gaz : 273 g de CO2/kWh 40 tonnes CO2 / an Equivalent à 25 voitures parcourant km/an

29 Recensement des installations En France : 20 installations dont 16 en fonctionnement 2 adsorption + 17 absorption + 1 DEC Puissance cumulée : 600kW ; surface capteurs cumulée : 1680m² Dans le monde : entre 500 et 700 systèmes contre plus de 70 millions d unités Clim split vendues chaque année dans le monde! 2011 Environ 90% des systèmes se situent en Europe Projets de R&D : développer et dynamiser le marché

30 Principales barrières au développement Coûts d investissement élevés Mécanismes de soutien financier (Emergence en France) Réduction des coûts (Prod. à grande échelle) Manque de formations Formations / Lobbying (Green Chiller en Allemagne ; ENERPLAN en France ; etc.) Ingénierie importante, difficultés d implantation Packaging des systèmes (systémiers et fournisseurs de kits)

31 Exemple d un mécanisme de soutien financier : EMERGENCE en France Piloté par l ADEME et ENERPLAN Objectif : Forts financements pour des installations exemplaires Plusieurs étapes : ADEME ADEME Pré-faisabilité (check-list, questionnaire) Faisabilité (Calcul de bilans de performances et économique) Travaux Suivi de l installation (Mesure des performances) Critères de sélection : Critères techniques : application, bâtiment, matériel utilisé, etc. Critère performance 1 : Productivité solaire utile > 350 kwh/m²/an Critère performance 2 : Performance électrique > 5 Subvention allouée = jusqu aux plafonds Européens

32 Les journées de l Afrique du Nord et du Moyen-Orient Merci pour votre attention! Romain SIRÉ romain@tecsol.fr