Se chauffer au solaire – par moins 50°C!

 

Une installation solaire en Antarctique: mission impossible? Bien au contraire ! Malgré des températures aux alentours de -50°C et des rafales de vent jusqu’à 250 kilomètres heures, une équipe de chercheurs belges a choisi d’équiper sa station scientifique « Princess Elisabeth » en Antarctique de l’Est avec une installation solaire en 2009, destinée à l’approvisionnement en chauffage, eau chaude et électricité.


 

Ce que permettent des collecteurs et installations solaires dans des conditions extrêmes, en particulier avec des températures extrêmement basses des mois durant : voilà ce que l'ingénieur diplômé Thomas Gillon de Consolar Belgique a étudié, avec la première station scientifique 0 émission en Antarctique.

C’est en grande partie en raison de la fiabilité et de l’efficacité de ses composants dans des conditions extrêmes que Consolar a été choisi pour la réalisation de l’installation.

 

L’alimentation de la station provient de deux installations solaires thermiques Consolar : La première, équipée de 18 collecteurs tubes à vide d’air TUBO et de trois réservoirs à chaleur, génère l’énergie nécessaire à l’approvisionnement en eau chaude sanitaire pour la station ; la seconde, composée de 12 Collecteurs et d’un réservoir à chaleur, génère l’énergie pour le chauffage et la préparation d’eau fraiche par un fondeur à neige. En effet, l’ensemble de l’eau sanitaire doit d’abord être dégelée en raison des températures extrêmement basses.

La neige est mélangée à l’eau chaude provenant du réservoir solaire pour la rendre liquide, avant d’être pompée vers deux réservoirs.

Ces deux réservoirs sont équipés de sondes mesurant le niveau d’eau afin de déterminer quand de la neige doit à nouveau être pompée.

Pour assurer un approvisionnement en eau suffisant à tout moment, le fondeur à neige a été équipé d’un régulateur spécialement conçu pour l’occasion, dont le principe équivaut à un régulateur solaire classique. La chaleur pour fondre la neige provient de l’installation solaire. Les réservoirs, composés de matériaux synthétiques et d’une contenance de 560 litres, sont chargés par l’énergie solaire provenant de 2 x 6 collecteurs tubes. Un second échangeur thermique permet de retirer de la chaleur aux réservoirs afin d’assurer le chauffage d’une pièce destinée au ravitaillement de l’équipage de la station, ou sont entreposés des appareils scientifiques et les vêtements de l’équipage.

Les réservoirs de Consolar furent choisis en raison du montage particulier, incluant des échangeurs thermiques internes passifs.

Les collecteurs tubes furent préconisés en raison de leurs attributs avantageux en phase d’arrêt ainsi qu’en cas d’air humide, leur conception permettant à l’eau provenant de la condensation et à la neige – provenant par exemple de tempêtes – de sortir au bas des collecteurs sans provoquer de dommage.

À côté de l’installation Consolar, des éoliennes et une installation photovoltaïque assure l’approvisionnement en électricité de la station, permettant à la Princess Elisabeth de puiser son énergie de sources 100% renouvelables.

Malgré les conditions climatiques particulière en Antarctique, qui ne permettent pas toujours aux rayons du soleil d’arriver jusqu’à l’installation, les collecteurs tubes spéciaux de Consolar atteignent des températures allant jusqu’au-delà de 100°C, et permettent ainsi un approvisionnement continuel en chaleur de la station, même sans rayonnement solaire directe.

Ce projet en Antarctique démontre une chose : le solaire thermique est une solution viable, même dans des conditions climatiques extrêmes, et dans des régions avec peu de rayonnement solaire. Consolar est fier d’aider, par ce projet, à documenter une fois de plus l’énorme potentiel des énergies renouvelables.

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