SolCAD

Le but du projet SolCAD est d’évaluer le potentiel et d’analyser les opportunités et les limitations du développement du solaire thermique pour les chauffages à distance en Suisse. Pour produire l'évaluation la plus complète possible, quatre approches complémentaires sont utilisées:

1. Une approche archétypale et cartographique à grande échelle
2. Une approche par étude de cas
3. Une analyse socio-économique des conditions-cadres
4. Une approche basée sur le partage d’expérience.

Financement

• Budget total : 310 kCHF
• Financement OFEN programme chaleur solaire et stockage : 253 kCHF

Commité de suivi

Consortium

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Colas - Campagne de mesures d'une installation solaire thermique à haute température

Ce projet a pour but d’analyser les performances d’une installation solaire à haute température (jusqu’à 200°C) intégrée sur le site industriel de COLAS SA à Yverdon-les-Bains. Il vise également à démontrer les bénéfices liés à l'utilisation de la chaleur solaire avec stockage thermique sur des sites industriels. Les résultats de ce projet permettront de promouvoir cette technologie auprès du secteur industriel.

L'installation solaire est composée de capteurs solaires fabriqués par SRB Energy. Ces capteurs sont des capteurs plats à "ultra haut vide" (UHV) équipés de miroirs cylindro-paraboliques réfléchissants en aluminium. Ce concept permet de concentrer le rayonnement solaire direct sur l’absorbeur et d'atteindre des températures de fonctionnement beaucoup plus élevées que les capteurs solaires conventionnels (plans ou à tubes).
Dans l'installation monitorée, l’énergie solaire est utilisée à la fois pour assurer une partie des besoins énergétiques en chauffage et eau chaude sanitaire du bâtiment de fonction de COLAS SA et pour maintenir en température deux cuves de stockage de bitume.
Les différentes étapes du projet sont les suivantes :

• Mesure des performances thermiques et économiques de l’installation solaire thermique.
• Modélisation de l’ensemble de l’installation et validation expérimentale du modèle.
• Estimation du niveau de performance de l’installation solaire sous d’autres climats.
• Optimisation du fonctionnement de l’installation (thermique, économique et environnemental).

Durée du projet : 2 ans
Financement : Office Fédéral de l’Energie (OFEN)

Partenaires:

AquaPacSol - Couplage d’une pompe à chaleur avec capteurs solaires thermiques pour la production d’eau chaude sanitaire (2010-2013)

Le but de ce projet consiste à analyser les performances énergétiques et économiques du couplage d’une pompe à chaleur (PAC eau/eau) avec des capteurs solaires thermiques pour une amélioration des performances de la production d’eau chaude sanitaire (ECS).

Ce système sera composé de capteurs solaires permettant de monter la température du circuit primaire (froid) de la PAC afin d’en améliorer le coefficient de performance (COP). Les objectifs de ce projet sont donc les suivants:

• Valorisation du solaire thermique
• Amélioration des performances des PAC pour la production d'ECS
• Diminution de la consommation d’énergies non-renouvelables
• Réductions des impacts sur l’environnement

Ce projet se base sur la conception d’une installation utilisant des composants du marché afin de réduire les coûts de développement, tout en répondant à un cahier des charges en phase avec les besoins du marché. Le projet est financé par l’Office Fédéral de l'Energie (OFEN) et s’inscrit dans le cadre de la tâche 44 de l'AIE pour différents sous-groupes de travail.

Au début de l’année 2010, une nouvelle Tâche de l'Agence Internationale de l'Energie (AIE) a été définie dans le cadre du programme Solar Heating and Cooling. Cette Tâche 44, intitulée Solar and Heat Pump Systems, a pour objectifs d’optimiser et de promouvoir les combinaisons entre l'énergie solaire thermique et les pompes à chaleur pour la production d’ECS et chauffage pour les petites habitations. Pour plus d’information sur la Tâche 44 : http://www.iea-shc.org/task44/

Solpac - couplage PAC sol/eau & solaire thermique

Ce projet avait pour objectif de prospecter le potentiel d'utilisation de capteurs solaires thermiques couplés à une pompe à chaleur sol/eau sans sonde géothermique mais avec un aéro-réchauffeur. La raison principale de ne pas utiliser de sonde géothermique est de pouvoir utiliser une PAC sol/eau dans la rénovation, où il n'est pas toujours possible de réaliser des forages. Différentes grandeurs telles que le coefficient de performance annuel ou la consommation électrique ont été comparées entre les différentes variantes étudiées. L'optimisation de la régulation et du stockage d'énergie a été prospecté afin de réduire le temps d'enclenchement de l'aéro-réchauffeur.

Ce projet a été financé par l'Office Fédéral de l'Energie (OFEN)

Power PCM - Sytèmes solaires combinés & PCM

Ce projet s'inscrit dans une prolongation de la Tâche AIE 32 et avait pour objectif d'utiliser le modèle numérique développé dans le cadre du projet COSYPCM afin d'analyser le potentiel de l'utilisation de PCM pour le stockage d'énergie dans différentes configurations (climats, type de PCM, dimensions des éléments de PCM, etc.).

Ce

Cosy PCM

Le but de ce projet est de trouver des solutions pour améliorer les performances des combi-systèmes solaires en utilisant la chaleur latente de PCM (matériaux à changement de phase). Il s'inscrit dans le cadre du prolongement de la Tâche AIE 32 sur le stockage avancé de l’énergie solaire. Le projet comporte plusieurs phases dont les principales sont la modélisation numérique des performances d’un tel système, la conception d’un prototype et l’évaluation de ses performances par rapport à un combi-système solaire traditionnel. Dans le cadre de ce projet, le LESBAT a étudié le stockage par énergie latente en utilisant des PCM (matériaux à changements de phase). Nous avons développé un modèle numérique, à l'échelle microscopique, afin d'inclure les phénomènes complexes de convection et conduction dans le PCM ainsi que la surfusion. Ce modèle a été comparé à des mesures effectuées au LESBAT, en Autriche et en Espagne, et s'est montré très performant.

Ce projet a été financé par l'Office Fédéral de l'Energie (OFEN)

Etude de systèmes solaires combinés

Dans le cadre de la tâche 26 de l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), le LESBAT a défini une base de comparaison pour ce type de systèmes. Des simulations ont permis d'évaluer l’énergie fossile épargnée actuellement en fonction de critères tels que le volume de cuve, la surface de captage, le type de régulation ou le climat. En collaboration avec l’institut d’automatique de l’EPFL, nous avons travaillé à augmenter les performances de l’installation en proposant notamment des modifications structurelles rapides à mettre en œuvre et en mettant au point une régulation optimale.

Ce projet a été financé par l'Office Fédéral de l'Energie (OFEN)