Éléments naturels, le bulletin mensuel de RNCan

Une technologie solaire innovatrice démontrée dans un bâtiment ultramoderne

Système électrique et thermique solaire combiné fabriqué au Canada au bâtiment neuf de l’École de gestion John-Molson de l’Université Concordia au centre-ville de Montréal.

Dans le cadre du premier projet du genre au monde, un système électrique et thermique solaire combiné a été intégré au fonctionnement quotidien du bâtiment neuf de l’École de gestion John-Molson de l’Université Concordia, situé au centre-ville de Montréal, au Canada.

Le projet, une initiative purement canadienne, a été conçu dans le cadre d’un partenariat entre Ressources naturelles Canada (RNCan), le Réseau de recherche sur les bâtiments solaires, Day4 Energy, Conserval Engineering et Sustainable Energy Technologies, et financé par le programme Mesures d’action précoce en matière de technologie (TEAM).

Les panneaux solaires combinés, qui consistent en des modules photovoltaïques de 25 kilowatts crête (kWc) produisant de l’électricité et jusqu’à 75 kWc de chaleur, font partie d’un système SolarWallMD de 288 mètres carrés qui couvre la façade orientée vers le sud des deux étages supérieurs du bâtiment. Cette technologie devrait produire suffisamment d’électricité et d’énergie thermique pour réduire considérablement les besoins énergétiques de ce bâtiment novateur.

Les résultats prévus constitueraient un progrès remarquable quant à la réduction des coûts énergétiques et de l’empreinte environnementale. Les bâtiments sont un bon point de départ pour atteindre ces résultats. En 2003, 14 % des émissions de gaz à effet de serre étaient attribuables à la consommation d’énergie dans le secteur des bâtiments. De plus, les bâtiments sont l’endroit idéal pour installer des systèmes énergétiques car, en général, toute l’énergie produite est consommée sur place, ce qui élimine les coûts supplémentaires et l’inefficacité du transport de l’énergie.

Vue du rez-de-chaussée de l’École de gestion John-Molson de l’Université Concordia au centre-ville de Montréal.

Une grande structure institutionnelle convient bien à ce type de technologie, puisqu’il est moins probable que cette dernière sera située dans l’ombre des bâtiments avoisinants. Le système électrique et thermique solaire combiné offrira le meilleur rendement possible s’il est installé sur la façade du bâtiment qui reçoit le plus de lumière.

La technologie solaire a été mise au point pour offrir un rendement maximal. En général, les panneaux photovoltaïques, qui servent à transformer la lumière du soleil en électricité, convertissent environ 15 % de la lumière en courant électrique direct et relâchent le reste de l’énergie sous forme de chaleur, laquelle s’échappe à l’arrière des panneaux. Il est clair que cette perte d’énergie thermique dans l’environnement représente un gaspillage.

« Une des innovations clés du projet a donc consisté à concevoir, élaborer et démontrer une technologie novatrice qui optimiserait le captage de l’énergie solaire », indique Josef Ayoub, conseiller principal en planification de la science et de la technologie pour l’Intégration des énergies renouvelables et distribuées au centre de recherche de CanmetÉNERGIE de RNCan, à Varennes, au Québec.

La solution a été d’installer un système de production photovoltaïque et thermique qui récupère une bonne partie de l’énergie thermique résiduelle et l’utilise pour préchauffer l’air frais acheminé au système de chauffage du bâtiment. La contribution de cette énergie, qui serait autrement perdue, est considérable : les journées ensoleillées, la température de l’air extérieur peut être élevée de 20 degrés Celsius.

Cette technologie est particulièrement utile pour les bâtiments institutionnels situés dans les régions où le climat est froid, comme le bâtiment neuf de Concordia, puisque de l’air frais est constamment requis pour assurer la ventilation et doit toujours être chauffé en hiver. Au cours des mois d’été, la chaleur récupérée peut être utilisée pour chauffer l’eau du bâtiment.

 

L’électricité produite grâce aux panneaux photovoltaïques est diffusée dans le bâtiment afin de réduire les coûts d’électricité. En outre, en faisant circuler la chaleur relâchée à l’arrière des panneaux, il est possible d’accroître l’efficacité du système de près de 5 % lors des journées très chaudes et ensoleillées.

En plus d’assurer de nombreuses fonctions pratiques, le système électrique et thermique solaire combiné fournit une installation de contrôle pour la recherche sur les bâtiments éconergétiques. Une présentation dans le vestibule du bâtiment de Concordia offre aux étudiants et au public une vue en temps réel de l’énergie captée du soleil et un aperçu de l’avenir des bâtiments éconergétiques.

Afin d’en apprendre davantage sur le travail de CanmetÉNERGIE en matière de consommation d’énergie des bâtiments et des solutions énergétiques propres, visitez le site canmetenergie.rncan.gc.ca.