PLAN: Résumé | Les leçons du projet | Pourquoi pas ailleurs? | Détails techniques et commentaires.
RESUME: (structure, performance)
Projet réalisé et fonctionnel&robuste au Canada/Alberta depuis 2003.
Les lecons du projet:
= associer Solaire Thermique + Stockage de chaleur InterSaisonnier BTES.
recours à des technologies 'simples' et maitrisées, supporté par un gouvernement.
-ca fonctionne dans une région plutôt froide ! = compatible toute région
Localisation: (carte/GM) Okotoks, Alberta (Canada). 51.1 deg N, 114 deg W : à 15min au sud de Calgary, à 1000km à l'est de Vancouver (Okotokse/wiki-En.)
Situation climatologique: 1084 m altitude 115 jours de gel/an
Températures:(Calgary/&Oko) Hivers: -10.6°C janv (-4 à 16°C, Oko mini: -33°C); Eté: 15.8°C en juillet (8à23°C, Oko: max.28.3°C)
Ensoleillement; 4Hr/Jr en janv à 12Hr/jr juillet (moy; 6.34Hr/Jr/Oko) Vent: 10 à 14km/hr - 25 jours de vent 'Chinook'
113 jours de précipitation/an; 300mm de pluie/an (répartition assez liée à l'ensoleillement mensuel!); 153cm de neige/an
-aucun arrêt imprévu ni dysfonctionnement important en +12ans = c'est fiable, robuste!;
-les coûts de fonctionnement (surveillance, entretien) sont réduits (< au PV, << la Biomasse);
et quand il faudra arrêter le système, +80% des matériaux seront recyclables = écologique, neutre!
-les investissements sont moindres* que du PV, éolien,... =non intensif en capitaux
(*: hors la R&D qui a été supportée par une agence du gouvernement Canadien (NRCan)
-c'est de l'ingénierie classique (pas de hitech, ni brevet) non sujette à centralisation ni à un monopole,...= technologie libre et assez low-tech,
-ce type d'équipement serait réalisable jusqu'en ville (sol sous les immeubles), occupant moins de place au sol que l'éolien ou le PV, immobilisant moins de béton&acier que l'éolien et le nucléaire et aucun élement rare ou critique ou dangereux = sobre en surface et en matériaux;
-aucun déchet n'est généré en fonctionnement + pas de nuisance: aucun bruit (%éolien), pas de dommage aux oiseaux (%éolien), emprise visuelle plutot moindre qu'en PV, sans modification de l'albédo (%PV: pour les avions, oiseaux,...) = respectueux de l'environnement;
-ce type de projet réussit ailleurs: Sun Dragon Solar Project sur une piscine à An Arbor(US)/waymarking.com); la Corée du Sud a envisagée de l'appliquer (). Des projets solaires thermiques d'habitat-chauffage analogues existent en Allemagne et pays nordiques (List of energy storage project; www.solarge.org), plus qu'au Sud: pourquoi?!
= Le projet DLSC est remarquable à bien des égards!
TECHNIQUEMENT:
.solutionne l’intermittence de l'énergie solaire, grace à un stockage massif et efficace: faible pertes (env.1°C/mois; amélioré par la masse/volume).
.par rapport au PhotoVoltaïque: valorise le rayonnement diffus (solaire ou réfléchie/neige, lac,...), et pas sujet à perte par ombrage partiel des panneaux, ...
.par rapport au PV et l'éolien: pas de vecteur énergétique intermédiaire(électricité), donc pas de pertes corrolaires (10% de conversion continu>alternatif; 10% par 100km de transport; 10% de reconversion alternatif>continu dans les appareils, meme de chauffage-aberrant!-)
.et donc au final excellent rendement (50-70%) + facteur de charge (>80%) + efficience globale: meilleur que le PV(rdt 12-16%), la biomasse (), et même l'éolien (); constitue aussi une alternative au stockage d'énergie STEP qui est le le plus efficient et vert.
.cerise sur le gateau: technologie compatible à aussi pouvoir produire de l'électricité (conversion de chaleur en électricité, par effet Seebeck, ou ThermoDynamique BasseTemperature. cf § A infra).
STRATEGIQUEMENT:
.Attractif d'abord comme solution de chauffage des bâtiments, et pour la réduction des gaz à effet de serre (le coût et gain économiques et écologiques sont à préciser pour chaque projet).
.adresse directement le poste principal de consommation énergétique des bâtiments d'habitation et d'activité, cad le chauffage (44% de la facture énergétique en France[c] 60-85% des ménages[c, r]): énergie pertinente orientée sur le besoin primaire
.se met en oeuvre en local, sans réseau/transport d'énergie: solution flexible et décentralisée.
.DLSC démontre l'efficacité d'intégrer des technologies éprouvées = approche quasi low-tech
=Pourquoi cette technologie solaire n'est-elle pas mise en œuvre plus largement?! bien que sobre, efficace, économe,...
800 panneaux solaires thermiques (2300m2 / sur les garages de 52 maisons) chauffent 37x37x37m3 de sol (stockage massif de chaleur BTES)
qui restitue la chaleur la nuit et surtout tout l'hiver!,
géré par une centrale de distribution/régulation (2 réservoirs intermédiaires),
= ils chauffent les 52 maisons avec un COP de 30 et
>97% d'autonomie en chauffage (après 3 ans d'équilibration).
4m2 de panneaux PhotoVoltaïque par maison ajoutent de l'autonomie électricité.
Panneaux solaires thermiques
Stockage massif de chaleur à échangeurs en U dans des trous (BSTS)
+/Stockage massif de chaleur: Saisonnier(STES/Wiki): +++ dont UTES, BTES, ATES, CTES, Réservoirs de surface; ANR2007 (projets GeoStoCal et Prossis):
* Détails et Commentaires Techniques: How it works/dlsc: +/Wiki
Stockage massif de chaleur à échangeurs en U dans des trous (BSTS)
+/Stockage massif de chaleur: Saisonnier(STES/Wiki): +++ dont UTES, BTES, ATES, CTES, Réservoirs de surface; ANR2007 (projets GeoStoCal et Prossis): +/Wiki
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Panneaux solaires thermiques:
-Capteur en aluminium avec revêtement optique et tubes de cuivre en serpentin sur un isolant sous une vitre haute transmission-l'eau chauffée est collectée/stockée souvent à 37 - 50°(pour réduire les pertes), mais ca monte à 80°C nominal dans le BSTS. Lié à ces températures, ont développé un 'specially designed air-handler unit'. -centre de gestion de 230 m2. Ca entre dans l'échangeur à 80°C > [ 75°C/tank1/tank2/46°C ] > ressort à 51°C
The District Heating Loop begins with water being heated in the heat exchanger to a temperature of 40-50 °C within the Energy Centre. This lower temperature is more energy efficient, as solar collecting is more compatible with lower temperatures. This increases the total amount of heat available to each home. -Combine du:
.short-term thermal storage (STTS): stockage court terme collectif (ballons => eau chaude sanitaire: ?60% autonomie). 2 réservoirs horizontaux (3.8m diametre x 11.4m = 120 m3 ) avec stratification thermique (ailes/baffles/ intérieures), en epoxy renforcé.
.Borehole thermal energy storage (BTES): stockage de chaleur massif et de long terme (80°C au centre fin d'été). Structure de râteliers radiaux avec des tubes en U qui injectent/remontent le fluide caloporteur + gestion pour préserver la chaleur au centre: tubes de 144-150mm diam.x 35m profondeur espacés de 2.25m, 24 rangées de 6 trous reliés sur en rayons indépendents se regroupant en 4secteurs. Coulage de béton.
-Les maisons sont 'certified to the R-2000 Standard' (norme d'efficacité énergétique: 30% de moins que la moyenne; pour l'eau aussi). +/2011 World Energy Globe Award. -COP de 30: la consommation électrique de fonctionnement (?-production PV) vaut 1/30 rapportée à la production de chaleur. Après amortissement de l'investissement initial, c'est donc une chaleur quasi gratuite. Cout/temps humains d'entretien à voir. -Economics:
Each house sold for an average of $380,000.
Homeowners are receiving an average of $60 per month solar utility bill for heating.
$7 million for the initial start up of the Drake Landing Solar Community project. Would cost $4 million now without R&D.
+d'info: sources
www.dlsc.ca : site du projet cleantechnica.com/20150507: article, video et plan
www.builditsolar.com: référence le projet DLSC. (et surtout: plein d'autres projets DIY, outils,... +++)
*Améliorations/Evolutions à envisager
Optimisation des panneaux collecteurs ()
Optimisation du stockage de chaleur et surtout de la distribution/utilisation.
Combiner un moteur TD pour de la production d'électricité
Combiner collecte d'eau de pluie [OmniLuxTh&TD]-point de problème de brevet, de monopole,... = technologie libre!;