Systèmes de captage solaire thermique à plaques planes à grande échelle : l'infrastructure essentielle pour la transition énergétique verte dans l'industrie et le commerce

Dans le contexte de l'accélération mondiale de la neutralité carbone, la réduction de la consommation d'énergie et des émissions de carbone dans les secteurs industriel et commercial est devenue une question urgente. Les systèmes de capteurs solaires plans à grande échelle, technologie mature et fiable pour l'exploitation solaire thermique à grande échelle, deviennent le choix privilégié des grands consommateurs d'énergie tels que les hôtels, les usines, les écoles et les projets agricoles pour réaliser des économies d'énergie, réduire leurs coûts et assumer leurs responsabilités sociales. Cet article approfondit les principes techniques, les avantages uniques, les scénarios d'application et les modalités de mise en œuvre de ce système.

Présentation du système et principes techniques

Un système de captage solaire thermique plan à grande échelle est un champ de captage thermique de grande surface formé par la combinaison modulaire d'un grand nombre de capteurs plans. Il est associé à un grand ballon d'eau chaude, à un système de contrôle intelligent et à des sources d'énergie auxiliaires pour former un système centralisé d'approvisionnement en eau chaude et en énergie thermique. 

Flux de travail principal 

1. Cycle de collecte de chaleur : le fluide de travail antigel circule et s'écoule dans le grand réseau de capteurs de chaleur à plaques plates, absorbant l'énergie du rayonnement solaire et sa température augmente. 

2. Échange de chaleur : le fluide de travail à haute température transfère la chaleur à l'eau dans le grand réservoir de stockage de chaleur via l'échangeur de chaleur. 

3. Stockage et distribution de chaleur : L'eau chaude est stockée dans des réservoirs de stockage isolés et distribuée à différents points de consommation d'eau selon les besoins grâce à un système de contrôle intelligent. 

4. Contrôle intelligent : le système de contrôle central ajuste automatiquement la vitesse de la pompe et le démarrage et l'arrêt de l'énergie auxiliaire en fonction de la température et de la demande en eau.

Avantages majeurs des systèmes à grande échelle

Avantages étonnants en matière d'économie d'énergie

Il peut répondre à la demande quotidienne de plusieurs tonnes à des centaines de tonnes d'eau chaude, remplacer 70 à 90 % des sources d'énergie traditionnelles (gaz et électricité) et réduire considérablement les coûts d'exploitation des entreprises. 

Excellente fiabilité et durabilité

Les capteurs plans présentent une résistance mécanique élevée, résistent à la pression du vent et à la grêle, et ne présentent aucun risque d'éclatement des canalisations. Ils conviennent aux installations à ciel ouvert de grande envergure et leur durée de vie peut dépasser 20 ans. 

Faibles besoins d'entretien

La surface est lisse et ne risque pas d'accumuler de poussière. La conception modulaire permet une maintenance rapide et un remplacement partiel, réduisant ainsi considérablement les coûts de maintenance et les besoins en main-d'œuvre. 

Intégration architecturale parfaite

Il peut être installé de manière flexible sur de grands toits, des supports au sol ou sur le dessus des abris de voiture sans occuper de ressources foncières supplémentaires, réalisant ainsi le concept de bâtiments écologiques. 

Protection de l'environnement et valorisation de la marque

Réduisez considérablement les émissions de carbone, aidez les entreprises à atteindre leurs objectifs ESG et façonnez en même temps une image de marque verte et responsable.

Principaux scénarios d'application et solutions

1. Solutions hôtelières et de villégiature

Caractéristiques de la demande : fourniture stable 24h/24 d'une grande quantité d'eau chaude sanitaire (pour les chambres d'hôtes, les cuisines et les piscines). 

Configuration du système : La zone de collecte de chaleur s'étend de plusieurs centaines à plusieurs milliers de mètres carrés, équipée de plusieurs grands réservoirs de stockage d'eau chaude et de systèmes auxiliaires de pompe à chaleur à gaz/air. 

Analyse des avantages : La période de retour sur investissement est généralement de 3 à 5 ans, et pendant la douzaine d’années suivantes, vous pourrez profiter d’eau chaude presque gratuite. 

2. Solutions de préchauffage pour les procédés industriels

Caractéristiques de la demande : Les industries telles que la transformation des aliments, l'impression et la teinture des textiles et la galvanoplastie nécessitent une grande quantité d'eau chaude à basse température (60℃-80℃). 

Configuration du système : réseau de capteurs plats haute température, conception résistante à la corrosion, associé à des réservoirs de stockage haute température et à des systèmes d'échange de chaleur. 

Analyse des avantages : Réduire directement les coûts énergétiques dans le processus de production et améliorer la compétitivité des produits. 

3. Solutions scolaires et hospitalières

Caractéristiques de la demande : Consommation d'eau importante en périodes concentrées et exigences élevées en matière d'hygiène de la qualité de l'eau. 

Configuration du système : Système d'alimentation en eau zoné, équipé d'un dispositif de stérilisation ultraviolette et d'un contrôle intelligent de l'alimentation en eau temporisée. 

Valeur unique : Assurer la sécurité de la santé publique et cultiver la conscience environnementale des étudiants. 

4. Solutions d'application pour la sélection agricole 

Caractéristiques de la demande : température constante pour l'aquaculture, chauffage des serres et chauffage de l'eau potable du bétail. 

Configuration du système : Conception anticorrosion, adaptée aux environnements à forte humidité et compatible avec les terminaux de chauffage à basse température. 

Analyse des avantages : raccourcir le cycle de reproduction, augmenter la production et obtenir une production hors saison.

Considérations clés pour la mise en œuvre de projets à grande échelle

1. Mesure précise de la charge

Il est nécessaire de procéder à une analyse détaillée de la courbe de consommation d'eau chaude journalière/saisonnière et de la température d'utilisation requise, qui constitue la base pour déterminer l'échelle du système. 

2. Conception de systèmes scientifiques

Optimisation de la surface de collecte de chaleur : Calculer le nombre de capteurs de chaleur nécessaires en fonction du rayonnement solaire local. 

Configuration de la capacité de stockage de chaleur : Assurez-vous qu'il y a une capacité de stockage de chaleur suffisante pour répondre aux demandes la nuit ou les jours de pluie. 

Stratégie anti-surchauffe : Les grands systèmes doivent être conçus avec des dispositifs de dissipation de chaleur (tels que des refroidisseurs secs) pour éviter la surchauffe en été. 

3. Sélection des équipements clés

Collecteur : Sélectionnez de grands modules collecteurs commerciaux avec une forte résistance à la pression et un rendement élevé. 

Ballon d'eau chaude : Privilégiez les grands ballons verticaux avec cuve intérieure en émail ou en acier inoxydable. L'épaisseur de la couche isolante doit être ≥ 70 mm. 

Système de contrôle : Il doit être équipé d'une surveillance à distance, d'une analyse de données, d'une alarme de panne et de fonctions de liaison intelligentes. 

4. Analyse des investissements et des politiques

Calculez l’investissement initial, les économies opérationnelles, le retour sur investissement (ROI) et la période de récupération. 

Sollicitez activement des subventions gouvernementales pour les économies d’énergie, des crédits verts et des revenus issus du commerce du carbone.

Référence à des cas réussis

Projet d'eau chaude d'une certaine usine de fabrication automobile 

Défi : Les coûts d’exploitation annuels des chaudières à gaz d’origine sont élevés et la pression des émissions de carbone est également importante. 

Plan : Installer un réseau de capteurs plats de 3 500 mètres carrés, ainsi que deux réservoirs de stockage de chaleur de 50 tonnes et un système auxiliaire de pompe à chaleur. 

Réalisations : Il répond à 85 % des besoins en eau chaude de l'ensemble de l'usine, permet d'économiser plus de 2 millions de yuans en coûts de gaz naturel par an et réduit les émissions de CO₂ d'environ 1 200 tonnes par an.

Conclusion

Les systèmes de capteurs solaires thermiques plans à grande échelle ne sont plus de simples dispositifs économes en énergie, mais des investissements stratégiques en infrastructures pour les entreprises, leur permettant de réaliser leur transformation énergétique, de réduire leurs coûts, d'améliorer leur efficacité et de contribuer au développement durable. Leur technologie mature, leurs remarquables avantages économiques et leurs solides atouts en matière de protection de l'environnement en font un choix judicieux pour un nombre croissant d'entrepreneurs. 

Face à la fluctuation des prix de l'énergie et à la pression de la réduction des émissions de carbone, investir dans des systèmes solaires thermiques à grande échelle est un investissement dans la compétitivité future des entreprises. Cela leur assure non seulement des prix de l'énergie stables à long terme et des économies de coûts significatives, mais aussi une image d'entreprise responsable, pionnière du développement vert, leur donnant ainsi l'avantage dans la future économie bas carbone.