Ils inventent une pompe à chaleur « solaire chimique » qui consomme 75 % d’électricité en moins

En raison des coûts énergétiques de plus en plus élevés dans les bâtiments, il est plus que nécessaire de développer des systèmes d’approvisionnement en énergie qui contribuent à réduire efficacement leur consommation énergétique et leur empreinte carbone. Notons que la demande d’énergie et les émissions de GES dans le secteur du bâtiment et de la construction représentent plus d’un cinquième des émissions mondiales, selon le PNUE (Programme des Nations Unies pour l’Environnement). Face aux enjeux environnementaux actuels, les chercheurs de l’Université de Chiba, au Japon, ont décidé d’inventer un système de pompe à chaleur solaire chimique (SHCP). Celle-ci améliorerait l’efficacité énergétique d’un logement, tout en consommant 75 % d’électricité en moins que les PAC conventionnelles.

Un nouveau concept de pompe à chaleur

Cette unité de pompe à chaleur solaire chimique combine l’énergie solaire thermique avec une PAC chimique. Conçue avec un couple fonctionnel combinant du sulfate de calcium et de l’eau, elle est composée de plusieurs sous-unités de cogénération connectées en parallèle. Elle est reliée aux systèmes de chauffage, ventilation, climatisation d’un bâtiment, ainsi qu’à une tour de refroidissement, au réseau électrique et à une source de gaz. De plus, elle est connectée à une unité comprenant un réservoir de stockage de chaleur, une batterie, des panneaux photovoltaïques et des capteurs solaires thermiques. Selon les chercheurs, ce système SHCP peut chauffer et rafraîchir un logement avec une efficacité et une durabilité élevées. En outre, il présente des avantages énergétiques, environnementaux et économiques significatifs.

Trois modes de fonctionnement possibles

Les chercheurs de l’Université de Chiba ont expliqué qu’il y a trois modes de fonctionnement possibles pour cette pompe à chaleur solaire chimique. Dans le premier mode, ce sont des capteurs solaires et du gaz naturel qui fournissent l’énergie thermique aux sous-unités de cogénération. Les panneaux photovoltaïques, quant à eux, produisent de l’énergie pour charger la batterie qui, lui, fournit de l’énergie aux sous-unités de cogénération. Dans le second mode, ce sont les panneaux photovoltaïques et le réseau électrique qui fournissent de l’énergie. Les capteurs solaires, quant à eux, chargent le réservoir de stockage de chaleur et c’est ce dernier qui alimente les sous-unités de cogénération, sans nécessiter de source de gaz. Quant au troisième mode, ce sont les panneaux photovoltaïques qui produisent de l’électricité pour charger la batterie et les capteurs solaires qui chargent le réservoir de stockage de chaleur. Celui-ci fournit, à son tour, de l’énergie thermique aux sous-unités de cogénération, tandis que la batterie fournit de l’énergie de circulation à ces dernières, sans qu’aucun gaz ni électricité supplémentaire ne soit nécessaire.

Un test effectué dans un bâtiment de recherche à Chiba

Les chercheurs japonais ont testé le dispositif pendant un an, dans un bâtiment de recherche de 20 m de haut et d’une superficie totale de 8 640 m², afin d’évaluer ses capacités et son potentiel en termes d’économie d’énergie. Ils ont adapté les dimensions de la batterie et du réservoir de stockage de chaleur pour répondre aux besoins énergétiques du local. Selon eux, les résultats sont prometteurs, et cela, pour plusieurs raisons. La batterie contribue à réduire les coûts de fonctionnement de 30 % et le réservoir, de 82 %. Par ailleurs, le système SCHP consomme environ 75 % d’électricité de moins que les pompes à chaleur classiques, tout en réduisant les émissions de CO2 jusqu’à 72 %.

Ils ont souligné que l’économie d’énergie est optimale dans les zones froides. « Par rapport au système conventionnel, la consommation d’énergie du système SHCP à Sapporo, Matsumoto, Tokyo et Kagoshima est réduite de 83 %, 86 %, 80 % et 78 %, respectivement », déclare l’équipe. Les chercheurs de l’Université de Chiba sont convaincus que cette pompe à chaleur solaire chimique a un immense potentiel en tant que système d’approvisionnement énergétique de nouvelle génération. Vous pouvez voir l’intégralité de l’étude de faisabilité sur le site Science Direct. Que pensez-vous de cette pompe à chaleur ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .