29/04/2011 - Climatisation dans les serres à énergie géothermique

Menéame

L’entreprise "Énergie géothermique," basée à Valence, met actuellement au point deux projets de recherche axés sur de nouvelles applications pour la mise en valeur de l’énergie géothermique. L’un d’eux est celui de la climatisation des serres dans la Communauté valencienne. Le projet s’inscrit dans le cadre du programme de recherche et de développement technologique pour les PME, financé par l’Institut de la petite et moyenne industrie de la Generalitat Valenciana (IMPIVA) et cofinancé par le Fonds européen de développement régional (FEDER).

Le projet "Énergie géothermique appliquée aux serres" vise à donner à chaque plante, chaque graine, chaque squelette ou chaque fleur ses températures et ventilation idéales de croissance à un coût minimal, en utilisant l’énergie géothermique, qui est une énergie propre, respectueuse de l’environnement et inépuisable. Le projet prévoit l’étude des progrès réalisés en climatisant par l’énergie géothermique les serres situées sur le territoire de la Communauté valencienne.

Introduction au projet

Le projet vise à tirer parti de l’utilisation efficace des énergies renouvelables et propres provenant de la terre elle-même, l’énergie géothermique, pour la climatisation des serres. Son objectif principal est d’augmenter les rendements des cultures tout en réduisant les émissions de dioxyde de carbone.

L’énergie géothermique est une énergie propre, respectueuse de l’environnement et inépuisable.

Plusieurs points importants ont été étudiés à cet égard. Le premier point est le contrôle du milieu dans la serre. Pour cela, il faut connaître les besoins des plantes appropriées pour se cultiver sous serre; il s’agit de savoir ce qui est nécessaire pour leur développement végétal optimal. Ces besoins sont: température, humidité, sol, nutriments, dioxyde de carbone, lumière, rayonnement solaire et oxygène.

L’analyse des principaux ravageurs et maladies qui attaquent les cultures dans la serre est un autre point du contrôle de l’environnement. Connaissant leur cycle de vie, comment et quand ils attaquent les plantes et comment les combattre, on peut favoriser un environnement approprié pour la plante et ainsi la végétation optimale.

Mécanismes d’exploitation

Il peut y avoir des ressources naturelles géothermiques à partir de la chaleur qui peut être utilisée directement dans les eaux souterraines chaudes, ce qui serait une utilisation directe de l’énergie géothermique. On peut extraire de l’eau chaude d’un puits chaud, qui sera utilisé directement pour chauffer la serre en période de froid. Cette eau qui chauffe la serre refroidit et s’injecte dans le puits froid.

L’autre cas est celui où ces ressources n ’, et où l’énergie géothermique est utilisée indirectement par des systèmes basés sur des pompes à chaleur reliées au sol, est connu comme étant à température constante tout au long de la période (environ 15 °C).

L’économie que représente l’investissement dans un système à pompe à chaleur géothermique fait que sa période d’amortissement se situe entre 4 et 8 ans.

Le fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique est comparable à celui d’un réfrigérateur ou d’un système de climatisation courant. Lorsque la chaleur arrive à la pompe, elle est augmentée par un processus de compression. Avec la chaleur qui en résulte, nous pouvons chauffer de l’eau qui sera stockée dans des accumulateurs et chauffée par sol radiant ou radiateur. Étant donné qu’il s’agit d’une pompe à chaleur, son cycle de travail est réversible, pouvant fonctionner en mode froid et ainsi rafraîchir la serre par le sol radieux ou le climatiser en associant des fan-coils. La prise de chaleur est l’un des éléments les plus importants de l’installation, ce qui nécessitera un bon dimensionnement.

Description du projet

Le projet d’énergie géothermique est basé sur l’utilisation indirecte de la chaleur du sol, c’est-à-dire extraire de la chaleur par échangeur de chaleur et pompe géothermique.

Pour mener à bien le projet, une analyse fondamentale des besoins thermiques à l’intérieur de la serre a été effectuée, en choisissant une culture de la liste des besoins appropriés pour le développement en serre. Ses besoins en température et en humidité relative dans la serre ont été étudiés en fonction de ses phases de développement: germination, croissance végétatif et fructification.

Nous avons ensuite procédé à un bilan énergétique dans la serre, c’est-à-dire le calcul des pertes d’énergie dans la serre.

Les données disponibles permettent de calculer les apports et les pertes de chaleur à l’intérieur de la serre et d’estimer la demande d’énergie. Cela permet de connaître la puissance thermique requise dans l’installation, avec laquelle sera ensuite faite la conception de la pompe à chaleur à installer dans la serre.

Il s’agit ensuite de réaliser une étude des caractéristiques géothermiques qui doivent couvrir la serre, afin de pouvoir définir correctement ce qu’est le système géothermique de la serre et les échangeurs.

Pour le dimensionnement des échangeurs géothermiques, on utilise le logiciel spécifique, EED (Energy Earth Designer), qui est un logiciel dans lequel sont introduites, outre toutes les données collectées, conductivité thermique, charges thermiques de serre, propriété du fluide porteur et propriété de sondes à introduire dans les puits.

Une fois les données nécessaires introduites dans le programme EED, les simulations correspondantes seront effectuées pour optimiser la longueur de l’échangeur géothermique.

Après les calculs avec le programme EED, on obtient, la longueur nécessaire pour le forage, nombre de forages et distribution des forages.

Avec tout ce qui précède, la conception complète de l’installation sera réalisée.

Une comparaison des émissions de CO2 entre une installation de climatisation conventionnelle et notre installation géothermique, et en même temps sera calculée l’énergie économisée par an par rapport à laquelle elle sera consommée si l’on opte pour une installation conventionnelle.

Bien qu’à l’origine, un système à pompe à chaleur géothermique entraîne un coût d’investissement élevé par rapport à une installation conventionnelle, les économies qu’il implique font que sa période d’amortissement se situe entre 4 et 8 ans.

En outre, les pompes à chaleur géothermiques ont un rendement énergétique élevé, car pour chaque Kw d’énergie électrique qu’elles consomment, elles peuvent produire entre 3 et 5 Kw d’énergie thermique pour le chauffage, la réfrigération et la production d’ACS.

Amortisseur de l’installation géothermique par rapport à d’autres énergies

La géothermie est l’énergie la plus efficace tant du point de vue de la consommation énergétique que des économies d’argent.

Il représente une économie d’énergie et d’économie de 60 à 80% par rapport aux systèmes de climatisation traditionnels tels que le gaz ou le gaz-oil.

Il est également plus efficace que d’autres énergies renouvelables, comme la biomasse ou le solaire, pour lesquelles il représente des économies supérieures à 50%.

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