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Institut für Nachhaltige Chemie und UmweltChemie - Leuphana Üniversität Lüneburg LE FROID SOLAIRE PAR SORPTION EN AFRIQUE ou Comment le soleil souffle.

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1 Institut für Nachhaltige Chemie und UmweltChemie - Leuphana Üniversität Lüneburg LE FROID SOLAIRE PAR SORPTION EN AFRIQUE ou Comment le soleil souffle le chaud et le froid NTSOUKPOE K. Edem APPLICATIONS SOLAIRES THERMIQUES BASSE TEMPÉRATURE:

2 2 APPLICATIONS SOLAIRES THERMIQUES BASSE TEMPÉRATURE Froid solaire par sorption: climatisation réfrigération congélation T [°C] Chauffage de piscine Fours & cuiseurs solaires Séchage solaire Eau chaude solaire Chauffage de lhabitat Procédés industrielles Distillation solaire Cycle organique de Rankine

3 3 Climatisation: 55-65% de la consommation électrique FACTURE ÉLECTRIQUE* Client: Bâtiments Climatisés en Afrique Noire** *Votre électricité est essentiellement produite à partir du pétrole importé. ** Veuillez consulter le planning de vos prochains délestages au verso.

4 LE FROID SOLAIRE: POURQUOI OU POUR QUOI? 4 Climatisation Réfrigération/Congélation Questions économiques (dépendance énergétique, etc.) Questions environementales Bâtiment tertiaireSecteur résidentielVéhicule automobile Conservation de médicaments & vaccins Bateau de pêche Chambre froide Afrique: quasi totalité sont des cycles à compression qui ont surtout besoin délectricité:

5 PRINCIPE DU FROID PAR ABSORPTION 5 Apports solaires Rejet vers lenvironnement Chaleur dabsorption Production du froid Principaux couples utilisés: LiBr/H 2 O: climatisation H 2 O/NH 3 : jusquà -40°C DésorbeurCondenseur Évaporateur Absorbeur

6 PRINCIPE DU FROID PAR ADSORPTION 6 Désorbeur Apports solaires Condenseur Rejet vers lenvironnement Chaleur dadsorption Production du froid Mêmes composants DÉCHARGE CHARGE CYCLE INTERMITTENT CYCLE CONTINU Principaux couples dadsorption: silicagel/H 2 O, charbon actif/NH 3 AdsorbeurÉvaporateur Apports solaires Rejet vers lenvironnement Chaleur dadsorption Production du froid DésorbeurCondenseur Évaporateur Adsorbeur Apports solaires Rejet vers lenvironnement Chaleur dadsorption Production du froid AdsorbeurCondenseur Évaporateur Désorbeur

7 PRINCIPE DU RAFFRAICHISSEMENT PAR DESSICATION 7 Principaux couples de sorption: silicagel/H 2 O, LiCl/H 2 O Apports solaires Humidificateur Récupérateur de chaleur Capteur solaire Dessicateur (sorbant) Air neufAir soufflé LOCAL À RAFFRAICHIR Air extrait Air rejeté CENTRALE DE TRAITEMENT DAIR AVEC REFROIDISSEMENT ADIABATIQUE

8 CHOISIR UN PROCÉDÉ EN AFRIQUE NOIRE: SPÉCIFICITÉS 8 Marché potentiel: unités de faibles puissances (2-10 kW) mais le tertiaire = lieu dintroduction privilégié Prendre en compte le besoin de stockage du froid Coûts: capacité financière des utilisateurs généralement limitée Échecs dinstallations souvent liés à des problèmes de maintenance Possibilité de production surplace? Ensoleillement abondant pendant toute lannée Près de 80% de la population na pas accès au réseau électrique* * Exception faite de lAfrique du Sud.

9 CHOISIR UN PROCÉDÉ EN AFRIQUE... 9 AdsorptionDessicationAbsorption Coût / kW / kW Maintenance + (sans partie mobile: sans pompes ni vannes électriquement commandées) ++ Capacité1-500 kW kW kW a Espérance de vie25 ans-15 ans Consommation électrique + (souvent nulle)++ Température de regénération °C45-90°C75-120°C COP thermique0,3-0,70,6-0,75 0,4-0,75 (simple effet) 1-1,3 (bi- ou tri étagée) COP solaire0,05-0,15-0,07-0,3 a Loffre dans les petites puissances (5 à 10 kW) est en train de se développer: Climatewell (4-10 kW), Rotartica (4,5 kW), Sonnenklima (10 kW), ROBUR, etc.

10 CHOISIR UN PROCÉDÉ EN AFRIQUE AdsorptionDessicationAbsorption Sécurité Pas de cristallisation Risque de cristallisation avec la fluctuation des T a > Refroidissement à leau parfois nécessaire Fonctionnement Plus contraignant car fonctionnement cyclique. Puissance décroissante pendant la décharge b Plusieurs composants nécessitant un contrôle délicat Puissance croissante pendant la décharge Encombrement c ++ + Pression Quelques mbarAtmosphère0,01 bar – 20 bar Destinations privilégiées Tertiaire, individuel Tertaire, surtout où contrôle humidité nécessaire: hôtels, hôpitaux, etc. Tertiaire État de lart Quelques produits marchéEn développementMature a Pour certains couples tels que le LiBr/H 2 O b Sous condition de décharge constante c Par kW de froid produit.

11 SUR LE MARCHÉ AFRICAIN Machine à absorption Machines à adsorption SOLAREF, silicagel/H 2 O, testé au Burkina Faso : 80 l (5500 HT); 200 l (8400 HT) > production visiblement arrêtée CESBRON, testé en laiterie au Sénégal ( ) ATC, charbon actif/(m)éthanol, peut fonctionner aussi au fuel (400 ) Produit typique Tous sans électricité Pas de climatisation Prix « prohibitifs » (achat uniquement par des ONG ou bailleurs ) ISAAC*, H 2 O/NH 3, utilisé par des fromageries dans des villages au Kenya, financement BM Collecteur avec sorbant intégré Condenseur à air Évaporateur *Utilise des capteurs miroirs cylindro-paraboliques (pas du BT).

12 QUELQUES PERSPECTIVES DE RECHERCHE/DÉFIS POUR LAFRIQUE 12 Baisser les coûts Composants et matériaux localement disponibles? (ex. CaCl 2 assez disponible sur le continent, des tests avec charbon actif à partir de noix de coco) Prise en compte des particularités de la ressource solaire et définition du confort sous différentes latitudes en Afrique Amélioration des performances (capteurs + adsorbeur) et Expérimentation et pour un retour dexpérience (contrôle, fonctionnement, maintenance, installation, etc.) Guide et formation dinstallateurs avec des composants pouvant être facilement installés par ces derniers. Besoins de réfrigération (avec stockage éventuellement)> part non négligeable

13 Ne laissez pas votre soleil vous échapper: profitez-en! Transport de médicaments dans le Sahel

14 QUI sy intéresse? 14 Tshwane University of Technology - Federal University of Technology, Oweri - University of Nigeria, Nsukka - 2ie - Centre Écologique Albert Schweitzer « Est-ce que vous croyez réellement que les 53 États qui se partagent laire du continent africain ont de quoi individuellement faire une recherche scientifique digne de ce nom ? Je ne crois pas du tout ! Ils (ne) chercheront rien du tout, ils (ne) trouveront rien du tout ! Par contre, en mettant bout à bout les budgets consacrés dans les 53 pays pour faire une véritable recherche scientifique alors à ce moment là on jette les bases de quelque chose de plus cohérent, de plus solide... » Edem KODJO


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