Énergies renouvelables en milieu urbain

Objectif

Démontrer la performance d'un capteur solaire de type concentrateur en climat nordique, monté sur un suiveur solaire à deux axes. Le défi sera d'établir les meilleures stratégies de gestion de la chaleur selon la période de l'année. Une banque thermique sera utilisée, afin de profiter de façon maximale de l’énergie solaire disponible.

Description

À des fins de démonstration et d'expérimentation, Écobâtiment entend installer un capteur solaire à concentration sur la toiture du Centre culture et environnement Frédéric Back, un bâtiment logeant plus d'une trentaine d'organismes à but non lucratif, au coeur de la ville de Québec. Les capteurs solaires thermiques sont, sous certaines conditions, les capteurs les plus efficaces et les plus avantageux financièrement. Il faut savoir que près des trois quarts de l’énergie consommée dans les bâtiments le sont pour le chauffage de l’espace et de l’eau chaude domestique.

Le concentrateur solaire a d’abord l’avantage d’être très performant. Son rendement de près de 60% sera beaucoup moins affecté par le froid que les tubes sous vide dont le rendement atteint seulement 10 à 15% dans pareille situation. Puisque ce type de capteur concentre l’énergie solaire en un point focal, il peut chauffer efficacement un liquide caloporteur à haute température, même en hiver. De plus, sa construction le rend particulièrement durable et résistant aux intempéries, en plus d'être aisément recyclable en fin de vie. Enfin, ce capteur peut s’intégrer à plusieurs types de systèmes de chauffage central existants et les températures élevées qu’il peut atteindre permettent même la production de chaleur pour des procédés industriels.

Au Centre culture et environnement Frédéric Back, l’énergie solaire captée sera transmise sous forme de chaleur par caloporteur, via un échangeur thermique, au système de chauffage central à eau chaude du bâtiment et à l’eau chaude domestique. Tous deux sont normalement chauffés au gaz naturel. Puisque la ressource solaire est variable pendant la journée et tout au long de l’année et qu’il en est de même avec les besoins en chauffage et en eau chaude domestique, une réserve thermique est prévue afin d’harmoniser les besoins et la ressource.

Les températures et débits seront mesurés sur chaque poste de consommation, à la production et à l’accumulation afin de connaître les flux d’énergie dans tout le système. Les données compilées automatiquement seront ensuite analysées et comparées aux prédictions afin de corriger, s’il y a lieu, les modèles. L’exercice permettra de déterminer quel poste de consommation profite le plus d’un collecteur de type concentrateur et de déterminer la grosseur idéale de réserve thermique à installer. Ces données aideront aussi à déterminer l’optimum à atteindre entre la dimension du système solaire et mécanique à installer et la meilleure économie d’énergie atteignable.

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