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ATELIER RÉGIONAL AFRIQUE CENTRALE

Développer les compétences pour accélérer le déploiement des énergies renouvelables

Renforcement des capacités professionnelles en

RETScreen Expert pour l’analyse de projets d’énergie propre

17-19 avril 2018 Yaoundé, Cameroon

Facilitateur: Charles Diarra, Ph.D. courriel: [email protected] tél.: 647 522 2663 Mississauga ON, Canada

Contenu de la présentation

• Objectifs

• Introduction à RETScreen et aperçu du logiciel

• Définition d’énergies propres

• Analyse de projet des technologies d’énergies propres avec RETScreen: – Analyse de comparaison – Analyse de la performance énergétique – Analyse de portefeuille – Analyse de faisabilité (technique, financière, analyse des émissions, sensibilité

et risques)

• Exemples de cas d’études

Objectifs

Permettre une compréhension globale de l’utilisation du programme RETScreen® pour: L’analyse des projets de technologies d'énergie L’analyses technique et financière de projets d’ énergie propre Le calcul des gaz a effet de serre La viabilité des projets d’énergie (période de retour, VPN, RI, ) Modèles ou cas d’études d’analyse de projets (PV, efficacité énergétique)

Introduction à RETScreen

• RETScreen est un logiciel de gestion d'énergies propres pour l'analyse de faisabilité de projets d'efficacité énergétique, d'énergies renouvelables et de cogénération ainsi que pour l'analyse de la performance énergétique en continu

• Un outil d'aide à la décision de projets d’énergie

• Développé en collaboration avec des experts du gouvernement, de l'industrie, institutions financières, du milieu académique, spécialistes de données climatiques, fabricant de technologiques de production d'énergies, etc.

• Offert gratuitement en mode visionnement, et payable en mode professionnel au prix minimum

• Disponible en plusieurs langues (36 langues)

• Télécharger : http://www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465

http://www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465

Aperçu du logiciel RETScreen

• Permet de : – Évaluer la production et les économies d'énergies – Évaluer la viabilité financière et le risque de différentes technologies d'énergies

renouvelables et d'efficacité énergétique. – Calculer et évaluer le coût de réductions des GES – Évaluer des mesures d’efficacité énergétique (EE) pour

les bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels, ainsi que pour les procédés et les installations industriels

• Le logiciel inclut : − Base de données de projets fournissant un accès immédiat à des données-clés

et à des renseignements sur des centaines d’étude de cas et de projets-modèles − Base de données climatique étendue à plus de 4 700 stations

météorologiques au sol et intégration des données satellite de la NASA à même le logiciel afin de couvrir la surface totale habitée de la Terre

• Les modèles pour les énergies renouvelables, la cogénération et l’efficacité énergétique (EE) intégrés dans un seul fichier

• Fichier RETScreen (*.ret) — un fichier incroyablement plus petit (<25 Ko versus 10 Mo) facilitant les transferts de fichier par Internet et permettant la création de sa propre base de données RETScreen

Aperçu du logiciel RETScreen (suite)

• Plus de 575 000 utilisateurs dans le monde avec plus de 50 000 nouveaux utilisateurs chaque année

• Utilisé à des fins d’enseignement et de recherche dans plus de 1 000 universités et collèges

• Plus de 8 milliards de dollars économisés par les utilisateurs depuis 1998

Efficacité énergétique • Utiliser moins de ressources pour

un même besoin énergétique

Énergie renouvelable • Utiliser des ressources naturelles

non épuisables pour rencontrer un besoin énergétique

Définition d’énergies propres

Maison solaire passive à isolation thermique renforcée

Photo : Jerry Shaw © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Technologies d’énergies propres

Analyse de comparaison

• Le module d’analyse de comparaison RETScreen permet à l’utilisateur de comparer le rendement énergétique de différents types de référence (valeur pour comparaison) des établissements à travers le monde avec la consommation d’énergie annuelle estimée (modélisée) ou contrôlée (réelle) pour un établissement cible.

• L’évaluation énergétique peut aider les concepteurs, les opérateurs d’établissement, les gestionnaires et les décideurs séniors à mieux évaluer le rendement énergétique d’un établissement, c.-à-d. les possibilités d’amélioration

Analyse de la performance

• Le module d'analyse du rendement énergétique vous aide à : – Surveiller et analyser des données clés en matière de rendement

énergétique – Présenter aux opérateurs d'établissement, aux gestionnaires et aux

décideurs seniors le résultat de votre analyse – Mettre en œuvre un système de surveillance, de ciblage et de

préparation de rapports

• L’analyse de régression et de statistiques tient en compte de la norme ISO 50001, du protocole international de mesure et de vérification

• Lien direct avec les données de base de la NASA (radiation, climat), technologies

Analyse de portefeuille

• Le module d'analyse de portefeuille permet une analyse à l'échelle du portefeuille pour nombreux investissements, de multiples mesures d'efficacité énergétique dans une propriété résidentielle unique à un portefeuille composé de milliers de bâtiments commerciaux / institutionnels, d'installations industrielles et / ou de centrales électriques.

Analyse de faisabilité

• Le module d'analyse de faisabilité, y compris l’analyseur d’ énergie virtuel, permet aux professionnels et aux décideurs d'identifier rapidement et d'évaluer la viabilité de l'énergie potentielle, de l'efficacité énergétique et des énergies renouvelables à travers le monde

• L’analyse se fait en cinq étapes : l'analyse de l'énergie, l'analyse des coûts, l’analyse des émissions, l'analyse financière, et l’analyse de la sensibilité et des risques

Une plate-forme de communication

P – RETScreen - 11

Données de la NASA

SSE SSE Web Site

http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/ > 200 solar and meteorology parameters; averaged from 23 years of data

13 March 3, 2008 NASA Langley Research Center

13

NASA Observing Spacecraft for Earth System Research

14 March 3, 2008 NASA Langley Research Center

14

NASA Observing Spacecraft for Earth System Research

Le flux du travail

ATELIER RÉGIONAL AFRIQUE CENTRALE

Développer les compétences pour accélérer le déploiement des énergies renouvelables

Renforcement des capacités professionnelles en

RETScreen Expert pour l’analyse de projets d’énergie propre

ÉTUDES DE CAS

17-19 avril 2018 Yaoundé, Cameroon

Facilitateur: Charles Diarra, Ph.D. courriel: [email protected] tél.: 647 522 2663 Mississauga ON, Canada

Contenu de la présentation

• Objectifs

• Processus de réalisation d’un projet dans le secteur de l’énergie

• Étude de cas no. 1 : Analyse de la faisabilité d’un projet photovoltaïque raccordé au réseau central – 100 kW

• Étude de cas no. 2 : Analyse de la faisabilité d’une centrale mini-hydraulique raccordé au réseau – 6,7 MW

• Étude de cas no. 3 : Analyse de la faisabilité de mesures d'efficacité énergétique pour un bâtiment à usage commercial - Code modèle national de l'énergie pour les bâtiments

Objectifs

Montrer des exemples de l’utilisation du programme RETScreen® pour: L’analyse des projets de technologies d'énergie L’analyse technique et financière de projets d’ énergie propre Le calcul des gaz a effet de serre La viabilité des projets d’énergie (période de retour, VAN, TRI, )

Analyse de préfaisabilité

Analyse de faisabilité

Développement & ingénierie

Construction & Mise en service

Barrière importante Les énergies propres ne sont pas considérées automatiquement dès le départ!

Processus de réalisation d’un projet dans le secteur de l’énergie

© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Questions contradictoires aux étapes préliminaires d'un projet

Quel est le niveau de précision acceptable pour l’estimation des coûts d’un projet ?

Combien coûtent typiquement ces études ?


Dilemme du niveau de précision vs les coûts d’investissement

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

+

-

Plage d'exactitude des estimations (coût estimédivisé par le coût final en supposant la stabilitéde la monnaie)

Estimation préalable à l'appeld'offres. Marge d'erreur de ± 10%

Après réception des soumissions.Marge d'erreur de ± 5%

Coût final

Construction

Étude de faisabilité, Marged'erreur ± 15% à 25%

Étude de pré-faisabilité. Marged'erreur de ± 40% à 50% de 100 $ à 1 000 000 $

Temps

Key (Output) Indicators of Financial Viability

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2004.

Simple Payback Net Present Value (NPV)

Internal Rate of Return (IRR & ROI)

Meaning # of years to recoup additional costs from

annual savings

Total value of project in today’s dollars

Interest yield of project during its lifetime

Example 3 year simple payback $1.5 million NPV 17 % IRR

Criteria Payback < n years Positive indicates profitable project

IRR > hurdle rate

Comment • Misleading • Ignores financing & long-term cashflows • Use when cashflow is tight

• Good measure • User must specify discount rate

• Can be fooled when cashflow goes positive-negative- positive

Étude de cas no. 1 : Analyse de la faisabilité d’un projet photovoltaïque raccordé au réseau central – 100 kW

Présentation du projet

Types de réseaux

Systèmes raccordés au réseau

Intégration du PV

Distribué

Centralisé Types de réseau

Central

Isolé Ne sont habituellement

pas rentables sans subventions

Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.


Systèmes hors réseau

Configuration Autonome Hybride

Souvent très rentable

De petites charges sont préférables (< 10 kWp)

Coût d’investissement plus bas que le coût de l’extension du réseau

Coût d’exploitation et d’entretien plus bas que celui de génératrices et de batteries non rechargeables

Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.


Questions

Quelle est selon vous, la composante la plus chère dans la repartion des coûts d’un système PV soit système central soit système hors-réseau?

i. Champ solaire? ii. Battery? iii. Autre components?

Maison raccordée au réseau, 1 kW (38º N, Californie)

Énergie = 1,6 MWh/an Coût = 0,35 $/kWh Coût du réseau = 0,08 $/kWh

Exemples de coûts de systèmes PV

Système hybride hors réseau de télécommunication, 2,5 kW

(50º S, Argentine)

Énergie = 5 MWh/an, (PV=50 %) Coût = 2,70 $/kWh

Coût génératrice/batterie = 4,00 $/kWh © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Champ

Onduleur

Installation

Divers

Champ

Batterie

Des.&Install Génératrice

Source d’énergie

Exploitation

Divers

Exemple de projet : Projet Hors-réseau

Photo: Binu Parthan, IT Power India Ltd.

Système photovoltaïque en Syrie Système PV de 3,6 kWc

Petit village de 6 maisons en Syrie Charge de pointe : 2,4 kW Besoins moyens quotidiens :

8,4 kWh/jour Projet proposé: Système PV

= 6 500 $US/kWc pour modules PV + 17 000 $US pour équipements électriques et installation

Cas de référence : Groupe électrogène = 1 000 $US + 13 400 L/an de diésel

Étude de cas no. 1 : Analyse de la faisabilité d’un projet photovoltaïque raccordé au réseau central – 100 kW

Analyse avec RETScreen

Étude de cas no. 2 : Analyse de la faisabilité d’une centrale mini-hydraulique raccordé au réseau – 6,7 MW


• Électricité pour

– Les réseaux centraux

– Les réseaux isolés

– Les systèmes hors réseau …mais aussi…

– Fiabilité

– Coûts d’exploitation très bas

– Diminution de l’exposition aux variations du prix de l’énergie

Qu’est-ce que les petites centrales hydroélectriques fournissent?

Photo : Robin Hughes/ PNS


Les Combustibles Les Types de Combustible Combustibles fossiles : charbon, diesel, gaz naturel, propane,

pétrole, etc. Biomasse : biodiésel, éthanol, bagasse, bois, écorce, fibre de coco,

paille, chanvre, tourbe, saule, panic raide, etc. Déchets : pneus, gaz d'enfouissement, déchets alimentaires,

résidus forestiers, déchets de café, arbres de Noël, détritus de volaille, déchets d'emballage, etc.

Machines thermiques utilisant un combustible Turbine à vapeur

Turbine à gaz

Turbine à gaz - Cycle combiné

Moteur à pistons

Pile à combustible

Petites turbines à gaz

Description d’une petite centrale hydroélectrique


Chute brute (m)

Débit (m3/s)

Puissance en kW ≈ 7 x Chute brute x Débit

• La définition du terme « petite » n’est pas consacrée

– La grosseur d’une centrale n’est pas seulement définie par sa capacité électrique, mais aussi par l’importance de sa hauteur de chute

Projets de « petite » centrale hydroélectrique

Puissance Typique

Débit défini par RETScreen®

Diamètre de l’aube défini par RETScreen®

Micro < 100 kW < 0,4 m3/s < 0,3 m

Mini 100 to 1 000 kW 0,4 à 12,8 m3/s 0,3 à 0,8 m

Petite 1 to 50 MW > 12,8 m3/s > 0,8 m


Étude de cas no. 2 : Analyse de la faisabilité d’une centrale mini-hydraulique raccordé au réseau – 6,7 MW


Étude de cas no. 3 : Analyse de la faisabilité de mesures d'efficacité énergétique pour un bâtiment à usage

commercial - Code modèle national de l'énergie pour les bâtiments


Besoin en Éclairage

• Précisé en lux (lumens/m2)

• Dépend de l’emplacement et de l’utilité reliée à cet endroit

– circulation extérieure : 50 lux

– circulation générale : 100-150 lux

– éclairage minimal relié à une tâche : 200 lux

– lecture : 300 lux

– écriture, inspection : 500 lux

– travail de précision : 1 500 lux

– travail de haute précision : 3 000 lux

Les obstacles : l’influence des réflecteurs et de la pièce

• Tout éclairage de lampe n’est pas approprié à toutes surfaces de travail

• Les réflexions ne sont pas à 100 %

– Réflecteur (diffus) : 70-80 % – Réflecteur (spéculaire) : 85-95 % – Diffuseur : 50-85 % – Murs : 30 à 60 % – Plafond : 40 à 80 % – Plancher : 10 à 50 %

• Les pertes dans la pièce dépendent des niveaux de couleur et saleté

• (ex. en industrie) • Facteur d’utilisation :

typiquement de 30 à 70 % de l’éclairage des lampes atteint la surface de travail

Réflecteur : plus d’éclairage dirigé vers le bas, moins de réflexion, meilleur facteur d’utilisation

Les pièces vastes ont un meilleur facteur d’utilisation que les pièces hautes et étroites

Charge d’éclairage typique par unité de surface

(Assumant un facteur d’utilisation de 0.5 et un facteur de perte de flux lumineux de 0.8)

Niveau d’eclairage Incandescent Fluorescent Sodium

1 lux = 1 lm/m2 = 0.09 lm/ft2

15 lm/W 60 lm/W 105 lm/W

Circulation exterieure 20 lux 3.3 W/m2

(0.31 W/ft2) 0.8 W/m2

(0.07 W/ft2) 0.5 W/m2

(0.05 W/ft2)

Allee d’entrepot 100 lux 17 4.2 (0.39) 2.4 (0.22)

Bureau residentiel 400 lux 67 (6.2) 17 (1.6) 9.5 (0.88)

Horloge de detail 1,500 lux 250 (23) 63 (5.9) 36 (3.3)

Étude de cas no. 3 : Analyse de la faisabilité de mesures d'efficacité énergétique pour un bâtiment à usage

commercial - Code modèle national de l'énergie pour les bâtiments


Études de casLes études de cas suivantes étaient présentées.

Étude de cas no. 1 : Analyse de la faisabilité d’un projet photovoltaïque raccordé au réseau central

Étude de cas no. 2 : Analyse de la faisabilité d’une centrale minihydraulique raccordé au réseau

Étude de cas no. 3 : Analyse de la faisabilité de mesures d'efficacité énergétique pour un bâtiment à usage commercial - Code modèle national de l'énergie pour les bâtiments

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