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Thermal Energy Storage Systems for Energy Efficient Buildings. An integrated solution for residential building energy storage by solar and geothermal resources

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Un consortium européen met au point un système d’énergie solaire et géothermique pour chauffer et climatiser les maisons

Les maîtres d’œuvre promettent des bâtiments à empreinte carbone nulle d’ici 2050. Huit pays européens ont formé un consortium pour conjuguer leurs efforts afin de mettre au point un système durable intelligent de chauffage et de climatisation des maisons.

Énergie

Les entreprises de construction promettent la décarbonation des bâtiments d’ici 2050, ce qui se traduira par l’absence totale d’émissions de CO2 dans l’atmosphère générées par l’utilisation de combustibles lors de la construction ou du chauffage de ces maisons, ce qui n’est pas une mince affaire. Un consortium européen a toutefois pris des mesures pour relever ce défi. Il a mis au point un nouveau système d’énergie solaire et géothermique, et de chauffage ou climatisation et l’a testé dans trois climats différents: sous le soleil de plomb de Chypre et d’Espagne, ainsi que sous une latitude plus fraîche en Autriche. Le projet TESSe2b, coordonné par l’Institut polytechnique de Setúbal, au Portugal, a démontré que ce système domestique innovant permet de réduire la consommation d’énergie de 80 à 90 % par rapport aux systèmes traditionnels en place. Ce nouveau système utilise deux types d’énergie renouvelable pour le chauffage, la climatisation et la production d’eau chaude du bâtiment, ainsi qu’un système sophistiqué de stockage de l’énergie thermique. «Nous utilisons davantage de sources d’énergies renouvelables, et le chauffage, la climatisation et la production d’eau chaude sanitaire sont plus efficaces que les systèmes actuels disponibles sur le marché», déclare Luis Coelho, coordinateur du projet. «TESSe2b réduit les coûts énergétiques et contribue à la décarbonation.»

Une réserve pour les jours de mauvais temps

Le consortium de huit pays européens a testé des matériaux à changement de phase (MCP) améliorés destinés aux réservoirs de chauffage et de climatisation afin de combler le décalage fréquent entre l’offre et la demande d’énergie, lorsque le rayonnement solaire varie d’un moment à l’autre de la journée et de l’année. «Ces matériaux sont utilisés pour stocker la chaleur latente et constituent une solution généralement plus efficace que le stockage de la chaleur sensible», explique M. Coelho. Le projet a mis au point deux types de MCP — les paraffines et les sels hydratés — ainsi que des solutions pour les échangeurs de chaleur constitués de sondes verticales, qui ont pu tirer parti d’un stockage thermique souterrain accru et optimiser l’efficacité des pompes à chaleur géothermique. Son système de commande est l’un des aspects les plus remarquables du projet TESSe2b. Il repose sur un algorithme d’autoapprentissage capable d’exécuter différentes tâches: économiser la consommation nette d’énergie, réduire au minimum les coûts d’exploitation, optimiser les niveaux de confort ou trouver un compromis entre ces objectifs. «Le système est autodidacte et détermine la meilleure façon de fonctionner dans différentes conditions», poursuit M. Coelho. Les développeurs ont créé des réservoirs compacts qui se présentent sous différentes formes et permettent au système d’être intégré dans les systèmes de chauffage, de climatisation et de production d’eau chaude existants, ainsi que dans ceux qui équipent les nouveaux bâtiments. Les partenaires du projet ont déposé une demande de brevet pour le système et des pourparlers sont déjà en cours avec des entreprises intéressées à l’acquérir. La demande est au rendez-vous, car de nombreux pays d’Europe et au-delà se sont fixé pour objectif de neutraliser leurs émissions de carbone au cours des 30 prochaines années. Les chiffres d’Eurostat montrent que 75 % du chauffage et de la climatisation sont toujours produits à partir de combustibles fossiles alors que seulement 19 % sont générés à partir d’énergies renouvelables. À l’heure actuelle, le chauffage et la climatisation dans les bâtiments et l’industrie représentent la moitié de la consommation d’énergie de l’UE, selon le document «Mapping and Analysis of the Current and Future (2020-2030) heating/cooling fuel deployment (fossils/renewables)» («Cartographie et analyse du déploiement actuel et futur (2020-2030) des combustibles (fossiles/renouvelables) utilisés à des fins de chauffage/climatisation»). «Il ne fait aucun doute que le marché des solutions comme les nôtres est amené à croître de manière significative», déclare M. Coelho.

Mots‑clés

TESSe2b, bâtiments à empreinte carbone nulle, décarbonation, système de stockage d’énergie thermique, chauffage, climatisation, énergie renouvelable

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