Les différentes solutions de rafraîchissement solaire doivent toujours être envisagées après les solutions passives disponibles pour améliorer le confort d’été. Ces solutions sont nombreuses et variées, certaines de ces mesures sont représentées de manière non exhaustive ci-contre.
Néanmoins, lorsque ces solutions passives s’avèrent ne pas être suffisantes, la climatisation solaire peut être envisagée. Plusieurs différents procédés sont possibles pour rafraîchir les bâtiments en utilisant l’énergie du soleil.
Procédés électriques Cette technique consiste à connecter directement des modules photovoltaïques à un système de climatisation classique à haute efficacité. Néanmoins, à l’heure actuelle, tant que le tarif de rachat de l’électricité photovoltaïque est élevé, il est plus avantageux de revendre toute l’électricité produite sur le réseau. Néanmoins cette solution pourra connaître un très fort essor lorsque le coût de production d’un kWh électrique sera au même niveau du coût d’achat d’un kWh sur le réseau. Procédés thermomécaniques A la différence des autres procédés, ces systèmes ont besoin d’un fluide à plus haute température (200°C) pour assurer le fonctionnement de l’installation. Ainsi, pour atteindre ces niveaux de température, de l’huile thermique doit être utilisée des capteurs solaires à concentration. De ce fait, les procédés thermomécaniques ne sont utilisés que pour les grandes puissances frigorifiques (>100kW) et dans des régions très ensoleillées. Procédés à transformation de chaleur Ce sont ces systèmes qui sont les plus développés et utilisés. Ils se décomposent en deux grandes familles : les cycles ouverts et les cycles fermés. Les cycles fermés Les machines à cycle fermé utilisent un procédé de refroidissement à sorption (absorption si l’agent de sorption est liquide, ou adsorption s’il est solide) pour produire de l’eau glacée. Ces machines utilisent généralement de l’eau comme réfrigérant, mais d’autres fluides peuvent être utilisés comme l’ammoniac par exemple. Plus d’informations sur les procédés à absorption Plus d’informations sur les procédés à adsorption Les cycles ouverts Les machines à cycle ouvert sont en contact avec l’atmosphère et agissent directement sur l’air. En d’autres termes, ces installations produisent directement de l’air froid et non pas de l’eau glacée comme pour les cycles fermés. En conséquence, ces systèmes utilisent toujours l’eau comme réfrigérant. La technologie la plus utilisée pour les cycles ouverts utilise les roues dessiccatives en rotation. La dessiccation par procédé liquide n’est pas encore commercialement disponible. Plus d’informations sur les procédés à dessiccation
Cycle du réfrigérant Réfrigérant en cycle fermé Réfrigérant en cycle ouvert, en contact direct avec l’air Principe Production d’eau glacée Déshumidification de l’air et refroidissement par évaporation Phase du sorbant Solide Liquide Solide Liquide Couple réfrigérant / absorbant habituellement utilisés Eau / Silica gel ; Eau / Zéolite Eau / Bromure de lithium ; Ammoniac / Eau Eau / Silica gel ; Eau / Chlorite de lithium Eau / Chlorite de calcium ; Eau / Chlorite de lithium Technologie disponible Machines à adsorption Machines à absorption Systèmes à dessiccation (DEC) Bientôt introduit sur le marché Capacité frigorifique 5,5 – 500 kW 4,5 kW – 5 MW 20 – 350 kW (par module) - Coefficient de performance * 0,5 – 0,7 0,6 – 0,75 (simple effet) 0,5 - >1 > 1 Température de fonctionnement 65 – 90 °C 80 – 110 °C 50 – 95 °C 50 – 70 °C Capteurs solaires Capteurs plans ou sous vide Capteurs sous vide ou plans Capteurs plans ou à air Capteurs plans ou à air * Coefficient de performance = COP = Froid produit / Chaleur fournie