Évaluation et monitoring du collecteur solaire à air le plus

2013
24
E
SOIREE
ENERGIA
Innovation technologique
Évaluation et monitoring du collecteur solaire à air le plus efficace au monde
Réalisé chez : Centre des technologies du gaz naturel
Présenté par : Christian Vachon
Enerconcept technologies
Description Générale du projet et mesures implantées
Pour inverser la tendance des émissions de gaz à effet de serre (GES), le couplage des énergies
renouvelables aux énergies plus traditionnelles est de plus en plus intégré dans le marché. L’énergie
solaire thermique pour le préchauffage d’air est l’une des énergies renouvelables utilisées à cet
effet. Bien que la technologie de préchauffage solaire soit connue depuis le début des années 90,
avec le collecteur solaire de type métallique perforé (CMP), son intégration demeure limitée compte
tenu de l’aspect esthétique de cette technologie, qui était souvent critiqué. Pour pallier cet aspect
esthétique, un nouveau type de collecteur à air à vitrage perforé (CAVP), commercialisé par Enerconcept
Technologies, est apparu sur le marché depuis 2010.
Afin de mieux connaître cette nouvelle technologie, une évaluation comparative en situation réelle
d’opération a été entamée en 2011 et a duré plus de deux ans. À cet effet, quatre collecteurs solaires
à air ont été installés dans les conditions suivantes : un CAVP a été installé sur un revêtement en
brique, un CAVP a été installé sur un revêtement noir, un CAVP a été installé sur un revêtement
blanc. Ces trois collecteurs solaires de marque Lubi ont été développés et brevetés par Enerconcept
technologies. Puis, comme base de comparaison, un collecteur métallique perforé (CMP) de couleur
noire a été installé. Ces quatre collecteurs de 18,4 m2 chacun ont été montés sur le mur extérieur
du Centre des technologies du gaz naturel (CTGN) à Boucherville, et orientés verticalement sur le
mur sud-ouest. Le banc de mesurage a permis d’évaluer, d’un point de vue technique : l’influence du
type de revêtement sur lequel le CAVP est installé, l’influence de la technologie utilisée (capteur à
vitrage perforé vs capteur métallique perforé) et l’influence du débit d’air alimenté sur la performance
du système.
Ensuite, leur performance économique est évaluée selon la valeur actuelle nette (VAN), la période de
retour sur l’investissement (PRI) et le coût de production de l’énergie solaire pour deux scénarios ayant
des besoins de préchauffage d’air d’une dizaine d’heures par jour (gymnase d’école et entrepôt) et
pour un scénario ayant un besoin de préchauffage d’air continu (industrie). (Le coût de production
de l’énergie solaire se définit comme les coûts des collecteurs installés divisés par l’énergie utile
totale de préchauffage solaire pendant la durée de vie des collecteurs) Dans ce dernier cas, et avec
des capteurs de couleur noire, on note des PRI avant subventions de moins de 10 ans et un coût de
production unitaire d’énergie thermique de moins de 4 $/GJ (sur 25 ans), ce qui en fait une source
d’énergie très compétitive située sous les prix actuels de l’électricité et des combustibles au Québec.
Les résultats obtenus en 2010 par les laboratoires de certification solaire qui mènent à l’homologation
des collecteurs solaires au Canada ont aussi pu être reproduits en situation réelle pour un ensoleillement
de 850-950 W/m2 lors de cette étude. L’étude réalisée par le CTGN couvre en plus une gamme
d’opérations et de situations beaucoup plus large que celles enregistrées en laboratoire.
Impacts secondaires
La situation géographique du Québec, qui fait en sorte que nous avons beaucoup d’ensoleillement en
hiver et des besoins importants en termes de chauffage, confère au collecteur à vitrage perforé Lubi un
grand potentiel d’application. Destiné aux bâtiments de grande surface de types industriel, institutionnel,
commercial, résidentiel ou agricole, le Lubi peut préchauffer l’air extérieur, déshumidifier l’intérieur
d’un bâtiment, assurer un changement d’air à l’intérieur d’un bâtiment, améliorer la qualité de l’air à
l’intérieur d’un bâtiment ou diminuer les problèmes de pression d’air négative.
Puisqu’il utilise une source d’énergie renouvelable, le soleil, le Lubi contribue à diminuer grandement
l’utilisation d’énergie primaire tels que les combustibles fossiles (gaz propane, gaz naturel et mazout).
Il en résulte une diminution importante des coûts de chauffage.
Il a été démontré, pour les trois cas développés au cours de cette étude comparative, que le
coût de production de l’énergie solaire produite par le collecteur Lubi installé sur fond noir
est inférieur au coût actuel du gaz naturel. Il devient encore plus intéressant dans le cas où
il est installé sur une construction neuve par des coûts de revêtements évités ou réduits
et des coûts d’installation moindres.
Par rapport aux collecteurs métalliques installés au Québec depuis près de 20 ans, le
capteur Lubi a des attributs architecturaux plus susceptibles de plaire aux architectes et
aux propriétaires de bâtiments commerciaux et institutionnels.
À ce jour, plus d’une centaine de systèmes Lubi ont été installés au Québec, aux
États-Unis et ailleurs dans le monde, contribuant à diminuer les émissions de
GES de plusieurs milliers de tonnes par année. Au total, Enerconcept a installé
plus de 700 000 pi2 de collecteurs au Québec, ce qui représente une baisse
annuelle des émissions de GES de plus de 6 000 tonnes.
Les propriétaires de bâtiments qui arborent fièrement le
collecteur solaire Lubi sont fiers de faire leur part en contribuant
à réduire les émissions de GES et en améliorant le confort des
occupants de leurs bâtiments. Bref, c’est une façon très visible de
s’afficher « vert ». Il est entièrement fabriqué au Québec, ce qui
implique de la main-d’œuvre locale et élimine les frais de transport
coûteux et la pollution s’y rattachant.
Impacts Énergétiques
Économies de gaz naturel
Initial (F) 90 054 m3/an
Final (G) 81 498 m3/an
Économies (F-G)/F x 100 9,5 %
* Il est à noter que les coûts et les économies présentées ci-dessus proviennent de la simulation d’un scénario industriel
fictif obtenu grâce aux données du projet de mesurage.
Coûts du projet
Coût global du projet (industriel, CAVP noir) 35 640 $
Coût global dédié à l’efficacité énergétique 35 640 $
Coût final du projet en efficacité énergétique 35 640 $
Période de retour sur l’investissement (PRI et/ou autres indicateurs financiers)
Avant subvention(s) Moins de 10 ans
Après subvention(s) N/A actuellement