Se chauffer tout l’hiver à partir d’un système hybride solaire-biomasse : bientôt possible ?

Bastienne le vendredi 10 Juin 2022 03:50

Des chercheurs chinois et américain viennent de mettre au point un système basé sur l’ajout d’une source d’énergie à base de matière organique (biomasse) à une unité d’énergie solaire. Cette installation pourrait ainsi permettre de chauffer intégralement une maison pendant les mois les plus froids de l’hiver, tout en préservant l’environnement. Et durant les mois les plus chauds, le surplus d’électricité généré pourrait même être revendu au réseau ! Enquête sur cette invention prometteuse. D’autres enquêtes en matière d’actualités d’énergies renouvelables sont à retrouver dans notre rubrique consacrée.

Trouver un moyen de se chauffer proprement

“Nous démontrons comment ce système hybride offre une solution de chauffage plus propre et plus économe en énergie que les combustibles fossiles dans les maisons individuelles. Le système serait pratique dans les communautés rurales, où les exploitations agricoles disposent de grandes quantités de biomasse sous forme de déchets agricoles qui peuvent être combinées à l’énergie solaire pour combler le fossé électrique urbain-rural et aider l’environnement dans le processus” (Gaoyang Hou, co-auteur)

Ces résultats ont donc été publiés dans le Journal of Renewable and Sustainable Energy, dédié aux recherches sur les énergies renouvelables. Des chercheurs chinois et américains ont en effet mis en évidence une simulation informatique permettant de relever le défi de l’intermittence inhérente à l’énergie solaire (les moments comme la nuit ou les journées manquant d’ensoleillement) en ajoutant la biomasse comme autre source d’énergie renouvelable. Le but ? Proposer une solution de chauffage fiable et abordable tout en réduisant les émissions de dioxyde de carbone.

La méthode utilisée

Le système hybride solaire-biomasse proposé repose sur une technologie multigénérationnelle distribuée qui intègre des sources d’énergie photovoltaïques-thermiques (PV/T) et de biomasse. Revenons donc sur les deux éléments essentiels à ce système pour mieux comprendre :

la biomasse : elle est produite à partir de matières organiques renouvelables, comme les enveloppes de maïs, les coquilles de noix, la pulpe de bois ou encore les déchets alimentaires et animaux ;
le système PV/T : il est composé de panneaux photovoltaïques (PV) et de capteurs thermiques (T). C’est une technologie émergente qui convertit l’énergie solaire à la fois en chaleur et en électricité avec une efficacité de conversion énergétique plus élevée.

Les études de ce système hybride ce sont ainsi concentrées sur les quartiers et les fermes de serres commerciales en évaluant le dispositif sur la base des besoins en chauffage d’un chalet, de novembre à mars, dans le Nord-Ouest de la Chine (où les température peuvent descendre sous les -20°C).

Les résultats

“Pendant toute la saison de chauffage, l’énergie solaire prédomine dans la fourniture d’énergie, la production d’énergie à partir de la biomasse intervenant lorsque cela est nécessaire pour combler le déficit énergétique” (Lei Xu, co-auteur)

Sur l’apport énergétique total étudié, le capteur PV/T a généré 52 % de l’énergie électrique et capturé 8 % de l’énergie thermique disponible. La biomasse a produit les 40 % restants de l’électricité nécessaire au chauffage de la maison.

La simulation a ensuite était générée dans un logiciel modulaire de système thermique, utilisé pour évaluer les performances des systèmes d’énergie renouvelable thermiques et électriques. La simulation comprenait entre autre le capteur PV/T, une pompe à chaleur, un réservoir de stockage avec un échangeur de chaleur, un tube spiralé immergé, des déviateurs de flux et une chaudière électrique de secours.

Les chercheurs développent à présent un modèle de système solaire-biomasse pour répondre aux demandes de chauffage et de refroidissement d’un petit bâtiment commercial et, en cas de succès, ils prévoient de développer un prototype pour des tests expérimentaux.

Source : Enerzine
Credit: Gaoyang Hou and Lei Xu/ Northwest A&F University