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Energy
L’énergie Solaire Thermique pour Applications de Froid et de Chaleur Industrielle
Olivier DrückePrésident de l‘ESTIF , Belgique
olivier.druecke@estif.org
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
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
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
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
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
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
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