Énergie solaire, mais pas de la façon que vous pensez, Toit énergétique
La conjonction des circonstances chez Koppert Cress a permis de développer un système unique de capteurs solaires en collaboration avec Bart van Meurs: le «toit énergétique».
LE TOIT, SOURCE ENERGÉTIQUE, La phase de conception
Le stockage de chaleur et de froid dans le sol (STOCKAGE D’ÉNERGIE THERMIQUE DES AQUIFÈRES = SETA) est une excellente technique pour utiliser la chaleur extraite d'une serre en été pour chauffer cette même serre de manière durable en hiver. Nous utilisons cette technique à notre satisfaction depuis des années pour réduire notre dépendance aux énergies fossiles. Grâce à la présence de notre SETA, nous avons pu développer un système unique de capteurs solaires: le «toit énergétique».
En 2010, nous avons construit une nouvelle serre et une zone de conditionnement. Pour les chauffer, nous utilisons de la chaleur basse température (<40°C) venant de notre SETA. Dans la province Hollande-Méridionale, où se trouvent nos serres, le stockage de la chaleur dans le sol est généralement limité à 25°C maximum. Cependant, afin de pouvoir utiliser nos sources énergétiques encore plus efficacement, nous avons reçu l'autorisation d'injecter jusqu'à 40°C dans le cadre d'un « Green Deal ».Afin d'exploiter au maximum nos opportunités, nous nous sommes heurtés à deux défis. Tout d'abord, il y avait un déficit thermique dans le bilan énergétique. Un équilibre entre l'énergie extraite et injectée est nécessaire pour une bonne utilisation du SETA, tant sur le plan fonctionnel que du point de vue de la législation et de la réglementation. Ensuite, il n'existait aucune source d'eau durable à 40°C disponible dans l'entreprise au moment de l'octroi du Green Deal.
Nous avons cherché de toute urgence des moyens de stocker plus de chaleur dans les sources de manière durable. La chaleur résiduelle des chambres de refroidissement a été ajoutée à l'installation et même les eaux de surface adjacentes à l'entreprise ont été régulièrement refroidies. Pourtant, le besoin de plus de chaleur (résiduelle) demeure.
Le département logistique de Koppert Cress possède un énorme toit plat, initialement destiné (et renforcé) à l'installation de panneaux solaires (solaire PV). En raison des prix de l'électricité relativement bas et des investissements élevés, l'analyse de rentabilisation des panneaux solaires est relativement peu intéressante pour les gros consommateurs. Cet espace disponible nous a donné l'idée du «toit énergétique».
UNE PISCINE SUR LE TOIT, Fait de «Tyleen»
L'eau de la source froide de l'installation SETA sort du sol à une température aux alentours de 5 à 10°C et retourne aux sources après refroidissement de la serre à une température comprise entre 18 et 25°C. "Et si nous remplissions tout le toit de tuyaux en « Tyleen » et y envoyions l'eau?" "Cela ne permettrait-il pas de chauffer fortement notre eau de retour?" Une pensée logique, mais difficile à mettre en œuvre techniquement parlant. Cependant, le ton était donné: "Comment pouvons-nous utiliser notre toit avec des moyens simples pour chauffer notre SETA?"
La recherche documentaire nous a conduit vers, des collecteurs de tôles et de tubes «de haute qualité» bien connus, à la toiture et à l'asphalte avec collecteurs intégrés. Cependant, la toiture était déjà en place, rendant ces solutions trop spécifiées. De plus, la température ambiante a un effet négatif relativement important sur les performances de ces systèmes. Le principe d'un capteur solaire est simplement celui d'une serre: laisser entrer le plus possible le rayonnement et empêcher le froid d'entrer. Cela nous a séduits en tant qu'«entrepreneurs horticoles»: «Ne pouvons-nous pas construire de petites serres sur le toit?».
Les panneaux en plastique utilisés dans de nombreux pays méditerranéens pour chauffer les piscines sont un équivalent pratique aux nombreux kilomètres de tuyaux en « Tyleen » suggérés. Nous avons décidé de mettre littéralement en pratique cette construction derrière l'entreprise: une petite serre contenant lesdits panneaux. À titre de comparaison, nous avons placé le même ensemble de collecteurs à côté, sans couverture.
Malgré les conditions loin d'être optimales de cet essai sur le terrain, le principe a été amplement prouvé. Nous avons pu convertir une partie importante (50%) du rayonnement solaire en chaleur. Le toit garantissait que le rayonnement solaire pouvait être correctement récolté même à basse température.
« The roof, the roof, The roof is on fire»
L'étape suivante consistait à étendre le principe à une conception qui pourrait être placée sur notre toit de manière évolutive et abordable. Nous avons décidé de nous concentrer sur la technologie de construction de serres que nous connaissons si bien.
Après avoir sélectionné les matériaux, construit des prototypes et calculé le poids et la sécurité au vent, nous avons pu monter sur le toit. Nous avons construit une installation d'environ 2000 m2 en 21 sections.
Le «toit énergétique» est opérationnel depuis le milieu de l’année 2017. Nous pouvons chauffer l'eau à au moins 10°C et disposer ainsi d'une capacité supplémentaire dans l'installation à notre disposition pouvant atteindre 1 Mégawatt. En ce moment, nous sommes occupés à optimiser le contrôle de l'ordinateur climatique et à affiner la canopée des sections, afin de pouvoir également récolter de manière optimale en automne.
Nous faisons un grand pas vers une culture « zéro énergie fossile » de manière originale avec le «toit énergétique».