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Refroidissement solaire photovoltaïque
- Sep 07, 2017 -

Refroidissement solaire photovoltaïque (PV)

Le photovoltaïque peut fournir la puissance nécessaire à tout type de refroidissement électrique, qu'il soit basé sur un compresseur conventionnel ou sur un système d'adsorption / absorption, bien que la mise en œuvre la plus courante soit celle des compresseurs. Pour les petits systèmes de refroidissement résidentiels et commerciaux (moins de 5 MWh / a ), la technologie de refroidissement solaire la plus fréquemment utilisée est le refroidissement PV. La raison en est discutée, mais les raisons les plus fréquemment invoquées sont la structure incitative, le manque d'équipement résidentiel pour d'autres technologies de refroidissement solaire, l'apparition de refroidisseurs électriques plus efficaces ou la facilité d'installation par rapport à d'autres technologies de refroidissement solaire. refroidissement ).

Étant donné que la rentabilité du refroidissement PV dépend en grande partie de l'équipement de refroidissement et compte tenu des faibles efficiences des méthodes de refroidissement électrique, jusqu'à récemment, elle n'a pas été rentable sans subventions. L'utilisation de méthodes de refroidissement électrique plus efficaces et l'allongement des calendriers de récupération modifient ce scénario.

Par exemple, un climatiseur homologué Energy Star [note 1] de 100 000 BTU avec un taux d'efficacité énergétique saisonnier élevé (SEER) de 14 nécessite une puissance électrique d'environ 7 kW pour une puissance de refroidissement maximale par temps chaud. Cela nécessiterait un système de production d'électricité solaire photovoltaïque de plus de 20 kW avec stockage.

Un système photovoltaïque de 7 kW à suivi solaire aurait probablement un prix installé de plus de 20 000 USD (les prix de l'équipement PV chutant actuellement d'environ 17% par an). Les coûts d'infrastructure, de câblage, de montage et de code NEC peuvent entraîner des coûts supplémentaires; Par exemple, un système de cravate de panneau solaire de 3120 watts a un coût de panneau de 0,99 $ / watt de pointe, mais coûte encore ~ ​​2,2 $ / watt heure de pointe. D'autres systèmes de capacité différente coûtent encore plus cher, et encore moins des systèmes de batterie de secours, qui coûtent encore plus cher.

Un système de climatisation plus efficace nécessiterait un système photovoltaïque plus petit et moins coûteux. Une installation de pompe à chaleur géothermique de haute qualité peut avoir un SEER de l'ordre de 20 (±). Un climatiseur SEER 20 de 100 000 BTU nécessiterait moins de 5 kW en fonctionnement.

La technologie plus récente et moins puissante, y compris les pompes à chaleur DC à inverseur inversé, permet d'obtenir des indices SEER allant jusqu'à 26.

Il existe de nouveaux systèmes de climatisation électrique sans compresseur avec un SEER supérieur à 20 sur le marché. Les nouvelles versions de refroidisseurs par évaporation indirecte à changement de phase n'utilisent qu'un ventilateur et un approvisionnement en eau pour refroidir les bâtiments sans ajouter d'humidité intérieure supplémentaire (comme à l'aéroport McCarran de Las Vegas au Nevada). Dans les climats secs et arides avec une humidité relative inférieure à 45% (environ 40% de la zone continentale des États-Unis), les refroidisseurs par évaporation indirecte peuvent atteindre un SEER supérieur à 20 et un SEER 40. Un refroidisseur par évaporation indirecte de 100 000 BTU nécessiterait une puissance photovoltaïque suffisante pour la circulation. ventilateur (plus un approvisionnement en eau).

Un système photovoltaïque à énergie partielle moins coûteuse peut réduire (mais pas éliminer) la quantité mensuelle d'électricité achetée sur le réseau électrique pour la climatisation (et d'autres utilisations). Avec des subventions de l'État américain de 2,50 à 5,00 USD par watt photovoltaïque [3], le coût amorti de l'électricité produite par PV peut être inférieur à 0,15 USD par kWh. Ceci est actuellement rentable dans certaines régions où l'électricité des compagnies d'électricité est maintenant de 0,15 $ ou plus. La puissance PV excédentaire générée lorsque la climatisation n'est pas requise peut être vendue au réseau électrique dans de nombreux endroits, ce qui peut réduire (ou éliminer) les besoins annuels nets d'achat d'électricité. (Voir bâtiment Zéro-énergie )

Une efficacité énergétique supérieure peut être intégrée dans une nouvelle construction (ou réaménagée dans des bâtiments existants). Depuis la création du ministère de l'Énergie des États-Unis en 1977, leur programme d'aide à l' intempérisation [4] a permis de réduire la charge de chauffage et de climatisation de 5,5 millions de foyers à faible revenu en moyenne de 31%. Une centaine de millions de bâtiments américains ont encore besoin d'une meilleure intempérisation. Les pratiques de construction conventionnelles imprudentes produisent toujours de nouveaux bâtiments inefficaces qui ont besoin d'être intempéries lors de leur première occupation.

Il est assez simple de réduire de moitié l'exigence de chauffage et de refroidissement pour les nouvelles constructions. Cela peut souvent être fait sans coût supplémentaire supplémentaire, car il y a des économies de coûts pour les petits systèmes de climatisation et d'autres avantages.