Energy

L’énergie Solaire Thermique pour Applications de Froid et de Chaleur Industrielle

Olivier DrückePrésident de l‘ESTIF , Belgique

olivier.druecke@estif.org

Capter le POTENTIEL SOLAIRE

Consommation d’énergie finale en UE

Potentiel du Solaire Thermique en Europe

Heating & Cooling Demand

Solar Heat

Source: Potential of Solar Thermal in Europe, ESTIF, 2009

4 strategies requises à déveloper le plein potentiel ST

1. Le nombre de systèmes solaires thermiques doit être augmenté de façon significative

2. La part d’énergie ST par immeuble doit être augmentée graduellement jusqu’à 100%

3. Le ST doit être introduit dans de nouveaux segments de marché tels les immeubles publics et le secteur commercial

4. De nouvelles applications ST doivent être développées tel dans le froid solaire, la chaleur de proximité et la chaleur industrielle

Chaleur Solaire Thermique pour le Froid / la Climatisation

Coïncidence de la radiation & demandede froidLa climatisation solaire se prête parfaitement àcouper les chargesde pointe!

Radiation solaire et charge de froid requise

Climatisation - Parts de marché des systèmes principaux

RAC: Clim de local / Rooftops: Sur toit / Unité mobile Split&Pack / VRF: Flux à réfrigérant variable / Chillers: Unités à eau froide

Solar Assisted Cooling (SAC) – Climatisation solaireMarché total & Potentiel

La climatisation solaire est une alternative durable aux machi-nes de réfrigération électriquesconventionelles Les capteurs solaires sont combinés avec des machines àsorption utilisant des réfrigérants écologiques (ammonium/eau)Besoin électrique et couts d’opération bas, CO2 basCroissance annuelle 40-70%

Systèmes de climatisation solaire installés en Europe/Monde

Part de marché des machines de climatisation solaire

DEC: Froid Dessicateur et EvaporatifLDAC: Climatisation à Dessiccateur Liquide

Solar Assisted Cooling (SAC) –De la radiation solaire à la climatisation

Machine à réfrigération thermique

Système ouvert à dessiccateur

Plafond froid ou ventilateur froid

Système de clim central

Solar Assisted Cooling (SAC) –Machines à réfrigération thermique

Solar Assisted Cooling (SAC) –Systèmes ouverts

Solar Assisted Cooling (SAC) –Système à absorption

Solar Assisted Cooling (SAC) –Systèmes à absorption (LiBr)

Solar Assisted Cooling (SAC) –Système à absorption (avec tubes ST sous vide)

Solar Assisted Cooling (SAC) –Handbook for Planners

Chaleur Solaire pour Procédés Industriels

Demande de chaleur industrielle par secteur en 2009

Environ 20 % de la demande d‘énergie finale allemande et européenne sont utilisés pour la chaleur industrielle.Environ 1/3 de cette énergie peut etre mise à disposition à des températures en dessous de 100°C

90 systèmes solaire thermiques

pour chaleur industrielle

sont rapportés au monde,

avec une capacité de

25 MWth (35,000 m²).

Demande chaleur industrielle par niveau de température et secteur industriel

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Mining and Quarry

ing

Food and Tobacco

Pulp & paper

Chemical

Non-Metallic

Minerals

Basic Metals

Machinery

Transport Equipment

Others

Abov e 400°C100 - 400°CB e low 100°C

Source: ECOHEATCOOL

Procédés et niveaux de température

Secteur Industriel Procédé Niveau Temperature [°C]

Aliments et boissons SécherLaverPasteuriserBouillirStériliserTraitement à chaleur

30 - 9040 – 8080 – 11095 – 105140 – 15040 – 60

Textile LaverblanchirTeindre

40 –8060 – 100100 – 160

Chimie BouillirDistillerProcédés chim. variés

95 – 105110 – 300120 - 180

Tous Secteurs Préchaugffage du chauffeauChauffage d’immeubles de production

30 – 100

30 – 80

Applications de chaleur industrielle solaire thermique

Chauffage d’immeubles industriels

Chaleur de température basse et moyenne

Traitement d’eaux (par ex. Désalination d’eau de mer)

Réfrigération et froid

Etudes de potentiel pour la chaleur ST industrielle

Source: IEA SHC Task 33, R. Battisti, C. Vannoni

0

5

10

15

20

25

30

35

Austria Spain Portugal Italy Netherlands

ST

Pot

entia

l (P

J)

0%

1%

2%

3%

4%

5%

ST

pote

ntia

l/Hea

t dem

and

Potential in PJ %

Potentiel de la chaleur ST industrielle en Europe

Pays

Consommation industrielle

d’énergie finale en 2002 [PJ/an]

Demande de chaleur industrielle

en 2002 [PJ/an]

Potentiel de chaleur

industrielle solaire[PJ/an]

Potentiel ST dans la

demande de chaleur

industrielle[%]

Potentiel de chaleur industrielle

solaire[Mio m2]

Potentiel de chaleur

industrielle solaire[GW]

Autriche 297 220 5.4 2.4 4.3 3

Espagne 1175 841 17 2.0 10 7

Portugal 243 184 4 2.2 2.5 1.7

Italie 1652 1136 32 2.8 15.4 10.8

Pays-Bas 573 425 1.5 - 1.95] 0.3 - 0.5 0.8 - 1 0.7

Allemagne 2416 1575 50 3.2 35 24.5

UE 15 11372 7880 199 2.5110 -138 77 - 97

UE 25 12964 9145 230 2.510 128 -160 90 - 112

Cela ménerait àun volume de marché de jusqu’à

112 GW th de nouvelle capacité installée (160,000,000

m² ) pour l’industrie solaire. De plus, cela

signifierait la création de 160,000 jobs

Capteurs pour chaleur industrielle: Capteurs plans optimisés

Capteur plan à double-verre antireflet. L’espace enter les vitres est rempli avec du gaz inerte pour réduire la conduction thermique.

Source: IEA SHC Task 33

Capteurs pour chaleur industrielle: Capteurs à concentration paraboliquie (CPC)

LoCo EvaCo (Low concentrating evacuated flat collector), ZAE Bayern

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0 20 40 60 80 100 120 140

Temperature difference T_Coll_mid - T_Amb [K]Ef

ficie

ncy

n

Air 1 barAir 0,01 barKrypton 0,01bar

Concentration: 1,8x

Capteurs pour chaleur industrielle: Capteur Fresnel

Surface d’ouverture: 88 m²

Température de travail: max. 200°C

MirroxxGmbH,RFA

Chauffage de batiments industriels avec des capteurs intégrés en facade

Laverie de voitures, Köflach, Autriche

Capacité Installée: 30 kWth(43 m² de capteurs plans)

Heating of warm/hot water for WASHING/CLEANING

fresh water 15 °C

cleaning water 60 °Csolar thermal system

Water heated up to 60 °C

storageboiler

buffer storage

Source: Fraunhofer ISE, IEE-project SO-PRO: http://www.solar-process-heat.eu

Potentiel élevé à cause d’un niveau bas de températureConception de système très similaire aux systèmes conventionels

Conception lavage solaire thermique

Procédé de lavage - CONTANK, Barcelone

Capacité installée: 357 kWth(510 m²) 40 m³

Industrie de la boisson – Lavage de bouteilles

Approvisionnement typique:

Vapeur à 145°C / 6bar

Brasserie bavaroise Lammsbräu

Séchage de maltDemqande continuelle de chaleur sur toute l’annéeTemperatures jusqu’à 60 °C fournies par capteur plan à air2.5 m2 de surface de capteurs

Sèchage de fourrage vert en Italie

Stockage plus facile des balles de paillesFourrage de meilleure qualitéAmélioration des proteines dans le fourrageSurface capteurs: 40 m2

Désalination d’eau de mer – Gran Canaria, Espagne

Distillation par Membrane70 kWth de capteurs plans à double-verre antireflet

Chaleur solaire utile annuelle: 89 MWh/a

Chaleur solaire utile annuelle spécifique: 1271 kWh/kW*a

Fraction solaire: 100%

Fraunhofer ISE, Germany

El NASR Pharmaceutical Chemicals, Egypte

Source: FICHTNER SOLAR GmbH

Capacité installée : 1,33 MWth(1900 m² de capteurs cylindro-parabolique)Vapeur: 1,3 t/hr / 170°C, 7,5 bar

Plus d’informations

Télécharger: www.iea-

shc.org/task33

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