Les scientifiques de l'Institut pour les techniques de l'énergie thermique de l'université de Kassel (Hesse) ont développé un système thermique solaire pour une installation de chauffage urbain du Kirghizistan. Celle-ci se révèle alors plus économique qu'une installation similaire utilisant des combustibles fossiles. Le système développé fonctionne jour et nuit en utilisant, en plus de l'énergie des rayonnements solaires, la chaleur atmosphérique. Il est constitué de 3 composants couplés : un collecteur d'air, un échangeur air / eau et un collecteur solaire. Le collecteur d'air attire de l'air, que les rayonnements solaires absorbés vont chauffer jusqu'à plus de 45°C. Un ventilateur conduit cet air dans l'échangeur air / eau, ce qui permet de d'augmenter la température de l'eau de la nappe phréatique de 12 à 20°C. Cette eau est amenée à 35°C dans le collecteur solaire, grâce à l'absorption des rayonnements solaires. Pour permettre une utilisation courante, elle est enfin chauffée de façon conventionnelle pour atteindre 60°C, mais l'énergie solaire aura permis de gagner un tiers d'énergie fossile. L'avantage du système est que, même lorsque les collecteurs d'air et de soleil sont inactifs, notamment la nuit, l'échangeur récupère l'énergie provenant de l'air chauffé par le soleil en journée, de sorte que l'installation produise encore un quart de sa performance maximale. Pour profiter de ce système, la température de l'air doit peu diminuer la nuit, ce que le climat continental du Kirghizistan permet. Le prix du kWh est alors compris entre 0,01 et 0,02 euros, ce qui est inférieur aux coûts de l'énergie produite avec les énergies fossiles, performance qui n'avait jamais été atteinte par le solaire thermique. Le système a été testé sur une centrale thermique de chauffage urbain située à Bichkek, capitale du pays, dans un projet de coopération entre l'Allemagne et le Kirghizistan. Les méthodes de simulation et d'optimisation permettent d'améliorer son efficacité et de l'adapter à une application commerciale, l'objectif des scientifiques étant de créer au Kirghizistan, d'ici la fin de la décennie, la plus grande installation thermique solaire au monde. Elle pourrait atteindre la superficie de 10 terrains de football, alors que l'installation de l'île danoise Aero, la plus performante actuellement, représente l'équivalent de 4 terrains de football. Les perspectives sont intéressantes pour le Kirghizistan en termes de matière première, mais aussi pour l'Allemagne qui pourra développer l'export. Cependant, à moyen terme, les scientifiques de Kassel veulent baser la totalité du développement et de la construction des installations au Kirghizistan et utiliser des composants locaux, ce à quoi ils travaillent avec l'Institut de recherche sur les énergies renouvelables et l'université technique du Kirghizistan à Bichkek. Le projet est encouragé par Volkswagen, qui a fait un don de 360.000 euros.
- Prof. Dr. Klaus Vajen, meneur du projet à l'Institut pour les techniques de l'énergie thermique de l'université de Kassel - tél : +49 561 804 3891 - email : vajen@uni-kassel.de
