Le stockage sensible de l énergie

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1 Le stockage sensible de l énergie Patrick Belzile, ing., M.Ing. Chaire de recherche industrielle en technologies de l énergie et en efficacité énergétique (t3e)

2 Éducation Formation Bacc. en génie mécanique, ÉTS, 2005 M.Ing. en efficacité énergétique et énergies renouvelables, ÉTS, 2012 Ph.D. sur les champs géothermiques partagés en cours Spécialité Simulation numérique (Matlab, TRNSYS) Énergie thermique (géothermie, solaire, stockage) 2

3 Expériences pertinentes Parcours professionnel Étudiant chercheur, T3E Génie conseil, pétrochimie ( ) Ingénieur de lots, équipements mécaniques Ingénieur de chantier 3

4 Plan de cette présentation Introduction Principe de fonctionnement Méthodes de stockage thermique Stockage courte durée (ThermElect) Stockage saisonnier (Réservoir enfoui) Conclusion 4

5 Introduction La demande en énergie est variable Avantages du stockage thermique: Rendre disponible l énergie quand la demande et la production d énergie à des périodes différentes Éviter les pénalités lors de coût variable de l énergie Diminuer la puissance d appareils Au Québec: Tarif M Projet Heure Juste Nouveaux compteurs 5

6 Plan de cette présentation Introduction Principe de fonctionnement Méthodes de stockage thermique Stockage courte durée (ThermElect) Stockage saisonnier (Réservoir enfoui) Conclusion 6

7 Principe de fonctionnement Éléments des systèmes 7

8 Principe de fonctionnement Systèmes actifs: Réservoirs d eau Boucles géothermiques Foyers de masse Systèmes passifs: Mur de brique Thermosiphon Réf.: Ressources naturelles Canada Réf.: Tecsol 8

9 Principe de fonctionnement Courte durée (heures, jours, semaines, mois): Réservoirs d eau, roche, sol Longue durée (saisons, années): Grands réservoirs d eau, roche, sol, bassins solaires, aquifères «PAHS house» Ref. PAHS: 9

10 Plan de cette présentation Introduction Principe de fonctionnement Méthodes de stockage thermique Stockage courte durée (ThermElect) Stockage saisonnier (Réservoir enfoui) Conclusion 10

11 Méthodes de stockage thermique Réservoirs stratifiés: Eau froide entre au bas Eau chaude sort au haut Nouveau modèle à trois éléments électriques Réf.: Hydro-Québec 11

12 Méthodes de stockage thermique Exemple Volume = 60 gal Cp eau = 4186 J/kg-K T réservoir = 60 C T entrée = 8 C T douche = 40 C Débit = 10 L/min Réf.: Hydro-Québec 12

13 Méthodes de stockage thermique Roche Collecteur solaire Géothermie Réf.: Turner, L. W. 13

14 Méthodes de stockage thermique Aquifère De 50 kw à kw Réf.: Paksoy, H. O. 14

15 Méthodes de stockage thermique Bassin solaire Eau à forte teneur en sel Réf.: Poche, F. 15

16 Plan de cette présentation Introduction Principe de fonctionnement Méthodes de stockage thermique Stockage courte durée (ThermElect) Stockage saisonnier (Réservoir enfoui) Conclusion 16

17 Stockage courte durée Système de chauffage avec stockage Recharge (L C) Puissance fournie par l appareil de stockage (L - C) Appareil de stockage Demande (L) Appareil de stockage Demande (L) Chauffage principal (C) Chauffage principal (C) 17

18 Stockage courte durée Appel de puissance en fonction de température extérieure 18

19 Stockage courte durée Médiane d appels de puissance (kw) 19

20 Stockage courte durée Appel de puissance (kw) 20

21 Stockage courte durée Courbes de fonctionnement du ThermElect 21

22 Stockage courte durée Puissance appelée pour chauffage (kw) 22

23 Stockage courte durée Puissance appelée pour chauffage (kw) 23

24 Stockage courte durée Puissance appelée maximale mensuelle Économie annuelle: $, RSI: 5 ans 24

25 Plan de cette présentation Introduction Principe de fonctionnement Méthodes de stockage thermique Stockage courte durée (ThermElect) Stockage saisonnier (Réservoir enfoui) Conclusion 25

26 Stockage saisonnier Collecteurs solaires Modèle Google Sketch up Chauf. aux. Bâtiment résidentiel PAC Réservoir enfoui Couplage avec sol 26

27 Stockage saisonnier Modèle TRNSYS 27

28 Stockage saisonnier 28

29 Stockage saisonnier 29

30 Stockage saisonnier Système Consommation annuelle pour CVCA (kwh) Facture annuelle pour CVCA ($/an) Plinthes Système de stockage

31 Plan de cette présentation Introduction Principe de fonctionnement Méthodes de stockage thermique Stockage courte durée (ThermElect) Stockage saisonnier (Réservoir enfoui) Conclusion 31

32 Conclusion Avantages du stockage thermique Méthodes de stockage Stockage au Québec Ouverture 32

33 Références Dinçer, I., Rosen, M., Thermal Energy Storage, Hydro-Québec, Norton, B., Solar Energy Thermal Technology, Turner L.W., Solar Heating for Home, Farm and Small Business Paksoy, H. O., Thermal Energy Storage for Sustainable Energy Consumption, Poche, F., Salt-gradient solar ponds for renewable energy, desalination and reclamation of terminal lakes, Exemple de facture «Tarif M» d Hydro-Québec: 33

34 Activité à réaliser hors-classe Aller voir la facture détaillée d électricité de «Tarif M» (lien en référence), observer la différence entre puissance et consommation; Faire une liste des activités qui nécessitent la consommation d eau chaude; Calculer la puissance requise pour chacune de ces activités, ainsi que pour leur concomitance. 34

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