Par Philippe PAPILLON - Responsable du développement des technologies solaire thermique à l'INES

Le marché du solaire thermique stagne, voir décroit, depuis 2 années en France, mais également en Allemagne, pourtant le potentiel de développement est très important. En France, les objectifs de la PPI chaleur (Programmation Pluriannuelle des Investissements de production de chaleur) ne seront pas atteints sans une volonté forte, mais aussi si les coûts demeurent aussi élevés.

De nouvelles applications doivent donc être favorisées mettant en œuvre des technologies très performantes de capteur solaire, mais aussi de grandes surfaces de capteurs solaires pour atteindre un coût de l'énergie proche des solutions traditionnelles : les réseaux de chaleur et les applications industrielles sont un créneau à développer pour atteindre ces objectifs.

Enfin, au travers des récents développements sur le stockage de l'énergie, le développement de maisons 100% énergie solaire est également un enjeu : il constituera une niche de marché dans les prochaines années.
Intégration dans les réseaux de chaleur, utilisation pour des procès industriels, stockage de la chaleur renouvelable…, tels sont les thèmes développés lors de la présentation effectuée lors du salon Interclima+élec , le 9 février 2012, et dont voici une synthèse.

Alors que les enjeux prévus du solaire donnent un prévisionnel 2030 de 11% et en 2050 de 37% en termes de contribution énergétique pour la production de chaleur, nous sommes actuellement sur un marché du solaire thermique qui décroit en France.

Prévisions de la PPI chaleur et marché réel du solaire thermique

Concentrons-nous pour la suite sur les deux axes majeurs de développement qui ont déjà porté leurs fruits à l'étranger, dans des pays beaucoup moins favorables à l'ensoleillement que la France !!

Exemple européen de production centralisée avec 8000 m2 de capteurs

Braedstrup (Danemark) :
Type : production centralisée
Superficie capteurs : 8 000 m²
Energie totale réseau : 42 000 MWh/an
Contribution solaire : 3400 MWh/an, soit taux couverture de 8%
Stockage (Eau) : 2000 m³, soit 110MWh
Extension prévue : 50 000 m²

Autre exemple au Canada de production centralisée avec 2300 m2 de capteurs

Drake Landing Solar Community (Canada)
Type : production centralisée
Superficie capteurs : 2 300 m²
Energie totale réseau (52 maisons) : 760 MWh/an
Contribution solaire : 650 MWh/an, soit taux couverture de 85 %
Stockage
> Court terme (eau) : 2x120 m³
> Long terme (forage) : 144 x 35 m

Un exemple Français tout de même de 800 m² de capteurs solaires

Balma (France):
Superficie capteurs (tube sous vides) : 800 m²
Taux couverture solaire prévu : 15 %
Réseau de chaleur Bois/Solaire
Bâtiments desservis : 1200 logt, 1 crèche
Mise en service : 2012

La surface de stockage solaire thermique est prépondérante en termes de quantité. Le graphe ci-dessous montre bien que la chaleur disponible en période estivale a tout intérêt à « glisser » vers les besoins hivernaux. Seul un stockage économiquement optimisé permettra ce recouvrement quasi-parfait des besoins, soit d'atteindre ainsi une construction solaire à énergie zéro.

C'est un procédé chimique qui permet de stocker avec une grande capacité thermique la chaleur dans des sels. Ceux-ci sont de même apparence que le sel de cuisine et fonctionnent sur le principe d'une réaction endo-exothermique réversible.
En phase estivale, une évaporation s'effectue et le sel se régénère. Cette déshydratation permet une réaction dite endothermique.

En période hivernale, l'hydratation du gel avec de la simple vapeur d'eau permet une réaction exothermique qui dégage de la chaleur, récupérée ainsi par la construction !

Actuellement les avancées technologiques de ce type de stockage permettent d'améliorer considérablement les capacité de stockage et leur coût économique par rapport au simple et traditionnel stockage d'eau chaude.

Présentation « Enjeux et avancées technologiques du solaire thermique Intégration dans les réseaux de chaleur, utilisation pour des procès industriels, stockage de la chaleur renouvelable… »

Téléchargez le PDF de 24 pages

Enjeux avancées solaire thermique

Par Philippe PAPILLON
Philippe PAPILLON est impliqué dans le développement des technologies solaire thermique depuis plus de 20 ans. Au sein d'INES (Institut National de l'Energie Solaire), il anime les activités de l'équipe « solaire thermique basse température » impliquée dans les thématiques capteurs solaires, froid solaire, stockage de l'énergie thermique, systèmes solaires thermiques et contrôle-commande performant, test de systèmes en laboratoire. Philippe Papillon est également présent au sein de la Plateforme Technologique Européenne « Renewable Heating and Cooling » où il a contribué à la « Vision 2030 » sur la place des énergies renouvelables pour les usages thermiques.

LIENS RECOMMANDES