BOREALES Energy

Datum der Einreichung 28. Dezember 2022 Gründer Sébastien DESCAMPS Entwicklungsort Douvre-la-Délivrande, Frankreich

Das Projekt im Überblick

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Welches Problem wird gelöst?

Face aux impératifs de performance et de robustesse des installations frigorifiques et au moment où l’énergie et l’environnement ne sont plus hypothécables, BOREALES Energy propose des solutions innovantes à haute efficacité énergétique basées sur le stockage thermique dans la glace. …le stockage thermique et le déphasage temporel qu’il induit entre la production et la consommation est un formidable outil à notre disposition pour nous aider à sortir du paradigme très loufoque dans lequel nos sociétés occidentales évoluent actuellement : - Les PAC vont chercher des calories dans l’air froid ! - Les CLIM vont chercher la fraicheur dans un air brûlant, créant même par endroit des ilots de chaleur en ville (cercle vicieux) ! Cette aberration énergétique résulte de la demande effrénée d’instantanéité qui coûte très cher en énergie. Revenons à plus de frugalité grâce notamment au stockage thermique, pour un même confort. Plus de 20% de la consommation électrique mondiale est aujourd'hui utilisée pour répondre aux besoins de refroidissement (bâtiment, industrie, transports, santé ...) avec un rôle majeur sur la santé et la sécurité des usagers et des biens. C'est dire le poids de ce secteur sur les enjeux de la transition énergétique, de la décarbonation et de la réduction des émissions des GES. Avec une tendance croissante continue des besoins sur les prochaines décennies (ne serait ce qu'en raison de l'inertie climatique), l'équation énergétique tendra par ailleurs à être de plus en plus importante pour ce secteur. Les objectifs de décarbonation conduisent à augmenter significativement la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique et imposent par leur nature fluctuante la recherche de méthodes adaptées et performantes pour leur stockage.. et vu le poids du secteur froid, il convient d'apporter une réponse de stockage adapté au froid L'électricité circule bien mais se stocke mal, L'énergie thermique, quant à elle, ne circule pas mais a la vertu de très bien se stocker. Intuitivement la majorité a jusqu'aujourd'hui le reflexe de stocker les énergies renouvelables dans des systèmes Electro-Chimiques. Or pour répondre au besoin de la réfrigération, il semble plus cohérent et plus efficace de stocker en local et directement sous la forme thermique. La plupart d'entre nous ne le fait-il pas déjà toutes les nuits à des fins d'eau chaude sanitaire .... sans même le savoir ;;; au moyen des Cumulus. Par ailleurs de manière très spécifique aux usages du froid, nous avons identifié une seconde problématique majeure amplifiée par l'emballement climatique: pendant les pics caniculaires, les Installations frigorifiques sont inévitablement poussés à leurs limites de fonctionnement puisqu'elles ne sont pas conçues pour fonctionner en conditions de températures élevées. Les conséquences en cascade sont: > perte de rendement > augmentation des consommations électriques > pannes de compresseurs > pertes des produits (gâchis alimentaires, médicamenteux, ...) et financiers majeurs et risque pour la santé et la sécurité. 2 solutions sont généralement déployées en mode pompier: > Arrosage des condenseurs à eau perdue (on ouvre le robinet et on arrose), ce qui engendre des pertes d’eau très conséquentes... alors même que le déficit hydrique est généralement alarmant en périodes de canicule (restrictions de consommation d'eau, préservation des nappes phréatiques et des ressources), > ou on procède au sur-dimensionnement des installations pour compenser la perte de Puissance... ce qui induit une augmentation des consommations énergétiques et une utilisation accrue de fluide frigorigène. Rapporté au nombre d'installations frigorifiques, climatisations, etc l'impact planétaire est énorme. En bref les solutions déployées jusqu'ici aggravent le problème auquel elles veulent apporter une solution. Nos solutions représentent une alternative vertueuse à cette problématique. EN SYNTHESE: les enjeux auquel veut répondre le stockage d'Energie (et à fortiori du stockage thermique froid) sont > Favoriser l'insertion des énergies renouvelables intermittentes à grande échelle, > Lisser et équilibrer la charge des réseaux par effacement de la production de froid (déphasage production vs consommation), > proposer un dispositif déployable en local pour le stockage d'Energie adapté au froid, > permettre une décentralisation énergétique au plus près du besoin et favoriser l'autoconsommation pour couvrir ses besoins froid, > Améliorer significativement l'efficacité énergétique des groupes froids, > Down-sizer les groupes froids et réduire leur impact négatif sur le dérèglement climatique (recherche de rendement, moins de fluide, moins énergivore) sans contrarier les besoins de santé et de sécurité des biens et des usagers, > apporter une solution propre aux situations d'urgence dans les lesquelles les groupes froids atteignent leurs limites de fonctionnement et en réponse auxquelles aucune situation acceptable n'est apportée (arrosage des condenseurs et gâchis d'eau significatif, rupture de la chaine de froid et gâchis alimentaire), > toujours en utilisant la Puissance naturelle de la Glace, sans épuiser de ressources critiques.

Wie wird es gelöst?

Notre solution est au froid, ce que les Cumulus sont au Chaud. L'eau chaude pourrait être produite en instantanée en temps réel; mais cela nécessiterait de surdimensionner les dispositifs de chauffe et ne permettrait pas un équilibrage efficace des réseaux (sans parler des raisons économiques de tout-un-chacun). C'est exactement la même chose pour les besoins de la réfrigération. En offrant la possibilité de charger les modules de stockage froid au bon moment, cela permet un usage optimisé des installations frigorifiques. De façon simplifiée, notre solution consiste à déployer un dispositif compact et modulaire à très haute performance énergétique permettant de convertir et stocker l'énergie électrique dans la Glace pour un usage différé d'Energie Thermique. Un seul module stocke jusqu’à 140 kg de glace pour un réservoir énergétique de 13 kWh, puis restitue l’énergie stockée à tout instant et fonction des besoins. La production de la glace peut être déclenchée à partir de l'électricité la moins chère (Heures creuses) ou à partir de l'énergie disponible en excédent au moment où elle est disponible [photovoltaïque, éolien, ..]. Tels un jeu de Legos, les modules peuvent être combinés entre eux de manière ciblée pour un dimensionnement optimisé de l’énergie à stocker et du froid à restituer. 1 module = 13 kWh 2 modules = 26 kWh 4 modules = 52 kWh, etc... Grâce à sa conception compacte et modulaire, cela permet une grande flexibilité d’implantation et de mise en œuvre, au plus près du besoin y compris dans des espaces contraints. En version modulaire initiale, il se présente sous forme d’un évaporateur immergé qui est destiné à être intégré directement dans la boucle frigorifique. partant de là, nous avons également développé une version prêt-à-l'usage, permettant de simplifier son déploiement et permettant un raccordement direct et simplifié pour une fonction prête à l’emploi. Il n'y a dés lors pas besoin de compétences frigorifiques spécifiques; des compétences générales de "plomberie" pourront suffire à raccorder et rendre opérationnel le système. pour un usage spécifique en "sous-refroidissement" des installations frigorifiques, il permet de proposer une alternative vertueuse aux solutions "pompier" (développées plus haut) puisqu’elle permet de s’intégrer sur tout type de groupes froid (neufs ou anciens, en froid positif et en froid négatif) et d’optimiser très significativement leur rendement (et donc réduire d'autant leur impact). Sur une installation neuve, il aura l’avantage de pouvoir dimensionner au plus juste les installations froide et donc les consommations énergétiques résultantes. Dans les cas étudiés, l'usage en sous refroidissement permettra d'améliorer de 20% l'efficacité des groupes à Température extérieure de 20°C et jusqu'à +75% à Températures extérieures de 45°C et de garantir leur fonctionnement continu alors même qu'à ces Température le risque de défaillance devient très élevé. Enfin la compatibilité de notre dispositif avec les Energies d'origine Renouvelable en fait enfin un outil parfaitement adapté à des solutions de refroidissement off-grid (chambre froide mobile, Reefer, ....)

Wer sind die potenziellen Kunden?

Notre innovation s'adresse à tous les usages où intervient le Froid.. Industries, tertiaires, commerce, bâtiment et construction (neuf et rénovation), GMS, chambres froides, ... => Expert en installations Frigorifiques / Friforistes / BET, => Fabricants de machine frigorifiques, machines spéciales => Industriels ayant usage du Froid dans leurs process, => fabricant de solutions off-grid avec besoin de réfrigération et/ou de climatisation, => Optimisation énergétique des bâtiments. La possibilité de stocker et de constituer ainsi un réservoir énergétique permettant de flexibiliser les réseaux s'adressera enfin aux Agrégateurs et gestionnaires et fournisseurs d'Energie.

Inwiefern differenziert sich diese Lösung von anderen?

L'innovation porte tant sur le module et ses modalité d'implantation que sur les usages qu'il ouvre: => la Performance, => Compacité, Modularité et scalabilité du dispositif, => Eco-conception, => capacité à industrialiser à grande échelle le module de stockage, => Simplicité et robustesse pour une implantation aisée et un usage durable (pas besoin de compétences frigorifiques spécifiques; des compétences générales de "plomberie" pourront suffire à raccorder le système). PERFORMANCE: Efficacité énergétique jusqu'à 30 % supérieure aux autres solution de stockage dans la Glace grâce à un pincement de seulement 2°C (résultant du choix des matériaux et du design et à la chasse aux irréversibilités), temps de réponse immédiat, Densité de Puissance ajustable selon que l'on souhaite privilégier l'Energie (pour une utilisation prolongée) ou la Puissance; Dispositif de charge à petite Puissance pour une décharge à forte de Puissance (densité de Puissance importante en pointe avec un levier d'usage maximum, Déperditions thermiques statiques minimisée au maximum pour un stockage optimisé. COMPACITE, MODULARITE et SCALABILITE permettant de le déployer physiquement au plus près du besoin réel, la modularisation du principe permet de cascader plusieurs module entre eux pour répondre à la majorité des besoins (des plus petits au plus gros) 1 module représente 13kWh.. à l'échelle d'un conteneur 20' on atteint 1MWh ECOCONCEPTION Pour le stockage du froid, la glace est beaucoup plus performante que l’eau. Grâce au changement de phase, l’énergie stockée dans la glace est 80 fois supérieure à celle stockée dans l’eau (énergie latente vs énergie sensible). Le module est fait principalement d'eau et d'aluminium, qui sont des ressources non nocives, disponibles largement à l'échelle planétaire et recyclables à l infini durabilité très importante du système: La glace a une capacité de Gel et de dégel infinie sans perdre ses propriété énergétiques (contrairement par exemple aux batteries Electrochimiques qui ont de fait une durée de vie limitée) Eu égard à une faible Puissance Frigorifique pour la charge du module, le système requiert une quantité extrêmement réduite de fluides frigo et sera qui plus est compatible de fluide naturel (en cours de validation au NH3, puis au CO2); le module peut même s'intégrer directement dans la boucle d'eau glacée et ne nécessite en ce cas plus aucun groupe froid dédié (validé sur nos bancs d'essai interne) il n'émet pas de polluant et peut etre totalement recyclé et démonté en fin de vie SOLUTION Made In France (Normandie)! DEPLOIEMENT en standardisant le module au maximum avec des matériaux standards, cela permet de l'industrialiser facilement en optimisant les ressources et les couts et de favoriser son potentiel de diffusion. simplicité de raccordement au système client sans paramétrage extérieur du système (le dispositif embarque son propre système de pilotage pour un déclenchement des phases de charge et de décharge autonome). Pas besoin de compétences frigorifiques spécifiques; des compétences générales de "plomberie" pourront suffire à mettre en opération le système. l'innovation réside enfin dans les usages qu'ouvrent le déploiement du dispositif (parmi lesquels l'usage en sous-refroidissement pour booster et sécuriser la performance des groupes froids). L'intégration se fait en ce cas de manière très simple et peu invasive dans l'environnement existant. IL est compatible de tout type de Groupes Froid (positifs ou négatifs), (neufs ou déjà en fonctionnement). Notre système sera compatible en option d'un système de récupération de chaleur au condenseur qui permettra de stocker de façon combinée et concomitante d'un côté le froid et de l'autre le chaud (à des fins d'Eau chaude sanitaire par exemple)