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Principe de fonctionnement de la climatisation solaire

Les potentialités du marché du froid solaire sont énormes, d’autant plus que les besoins en réfrigération croissent en permanence (demandes croissantes d’air conditionné, augmentation des bâtiments administratifs, augmentation des surfaces de bureaux, développement de l’internet avec des serveurs gros consommateurs de refroidissement). Dans le monde entier, environ 100 millions de climatiseurs fixes sont vendus chaque année. La dépense d’énergie primaire pour cette climatisation est d’environ 150 kWh/m2/an, bien plus élevé que la consommation d’énergie de chauffage des bâtiments neufs. Il est temps de passer au solaire !

Présentation

La climatisation solaire désigne l’ensemble des systèmes utilisant l’énergie solaire comme ressource énergétique primaire afin de refroidir un bâtiment.
En théorie, il existe quatre moyens de produire du froid à partir de la ressource énergétique du soleil :

  • Utiliser le photovoltaïque pour produire de l’électricité afin d’alimenter une climatisation traditionnelle. Cela demande une grande surface de capteurs et c’est gâcher cette électricité.
  • Convertir l’énergie solaire thermique en énergie mécanique couplée avec un climatiseur à compression.
  • Utiliser l’énergie solaire thermique pour alimenter une machine à froid dite à « sorption » (absorption ou adsorption).
  • Utiliser l’énergie solaire thermique pour alimenter un système de conditionnement d’air par évaporation ou DEC (Dessicant Evaporative Cooling).

Actuellement, les systèmes de climatisation solaire les plus répandus sont les systèmes à « sorption ». N’oublions pas que nous sommes au début de cette technologie.

Principe de fonctionnement de la climatisation solaire
Principe de fonctionnement de la climatisation solaire

Principe de fonctionnement

La technique de climatisation solaire la plus courante utilise des capteurs solaires pour fournir de la chaleur à un dispositif à « absorption ». Ce dispositif dissocie par ébullition une solution d’eau et de bromure de lithium. Après refroidissement, la recombinaison des deux composants produit du froid qui est distribué dans un système de climatisation classique dans le bâtiment.

Une autre technologie utilisée, quoique moins répandue que la précédente, est la technique de climatisation solaire à « adsorption ». Ce dispositif présente un grand intérêt pour l’avenir de la climatisation grâce à l’énergie solaire. Comme pour les systèmes à « absorption », le dispositif à « adsorption » produit de l’eau glacée qui peut être utilisée dans une centrale de traitement de l’air (climatisation). La différence provient de l’utilisation d’un récipient sous vide et de gel de silice (silicagel) pour absorber la vapeur d’eau.

Une troisième technologie utilisée consiste à concevoir un système ouvert où l’eau est en contact direct avec l’air à refroidir. Ces systèmes de climatisation par dessiccation (DEC) ou évaporation, augmentent l’humidité de l’air et réduisent la température ambiante.

Avantages de la climatisation solaire

  • Quelle que soit la technique utilisée (absorption, adsorption ou DEC), la climatisation solaire offre une solution d’énergie propre et gratuite.
  • Contrairement aux systèmes de climatisation conventionnels qui utilisent des fluides frigorigènes CFC, aujourd’hui interdit, et HFC, moins polluant, mais toute de même redoutables gaz à effet de serre, les fluides frigorigènes, additifs de l’eau, dans la climatisation solaire, sont totalement inoffensifs pour l’environnement.
  • De plus, la climatisation solaire permet de réduire les émissions de CO2.
  • Par ailleurs, la climatisation solaire « colle » à la demande en fournissant plus de froid quand le soleil est au plus chaud.
  • Efficaces et silencieuses, ces technologies ont une durée de vie plus longue que les systèmes de climatisation classique (25 ans contre 10 ou 15 ans au mieux pour les meilleurs appareils classiques).

Inconvénients de la climatisation solaire

  • Ces systèmes ne fonctionnent pas la nuit, ils sont donc plutôt conseillés pour le tertiaire (bureaux, administrations). Pour la maison, on se dirigera vers le bioclimatique (et donc pas besoin de climatisation).
  • Ces technologies sont encore en phase de développement et donc encore chères à installer.

En conclusion

La climatisation solaire est riche de promesses, dans le contexte du confort au travail, même si son coût est encore un peu élevé.

Jusqu'à 35% moins cher sur certains modèles.

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