Cours danalyse de projets dénergies propres Photo : RNCan Analyse de projets de chauffage solaire...

Cours d’analyse de projets d’énergies propresCours d’analyse de projets d’énergies propres

Photo : RNCan

Analyse de projets de Analyse de projets de chauffage solaire de l’eauchauffage solaire de l’eau

Capteurs solaires à plans vitrés, Ontario, Canada

© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.


ObjectifsObjectifs

• Réviser les principes de base d’un Réviser les principes de base d’un système de chauffage solairesystème de chauffage solairede l’eau (CSE)de l’eau (CSE)

• Présenter les enjeux importants Présenter les enjeux importants d’une analyse de projet de CSEd’une analyse de projet de CSE

• Présenter le modèle RETScreenPrésenter le modèle RETScreen®® pour les projets de CSE pour les projets de CSE


• Eau chaude sanitaireEau chaude sanitaire

• Chauffage de procédéChauffage de procédé

• Chauffage de piscineChauffage de piscine

…mais aussi…

Augmentation du stockage d’eau chaude

Prolongation de la saison de baignade (chauffage de piscine)

Qu’est-ce que les systèmes de Qu’est-ce que les systèmes de CSE fournissent?CSE fournissent?

Photo : Vadim Belotserkovsky

Centre de conférence, Béthel, Lesotho

Développement résidentiel, Kungsbacka, Suède

Photo : Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden


Composants d’un système de Composants d’un système de CSE CSE

Photo : RNCan


Capteurs solaires sans vitrageCapteurs solaires sans vitrage

• Faible coûtFaible coût

• Basse températureBasse température

• RobusteRobuste

• LégerLéger

• Chauffage de Chauffage de piscine extérieurepiscine extérieure

• Basse pressionBasse pression

• Pauvre performance dans les climats froids ou Pauvre performance dans les climats froids ou venteuxventeux

Photo : RNCan


Capteurs solaires plans avec Capteurs solaires plans avec vitragevitrage

• Coût modéréCoût modéré

• Température Température d’opération plus d’opération plus élevéeélevée

• Peut opérer à la Peut opérer à la pression d’eau pression d’eau de la villede la ville

• Plus lourd et plus Plus lourd et plus fragilefragile

Photo : RNCan


Capteurs solaires à tubes sous Capteurs solaires à tubes sous videvide

• Coût plus élevéCoût plus élevé

• Pas de pertes par Pas de pertes par convectionconvection

• Température Température élevéeélevée

• Climats froidsClimats froids

• FragileFragile

• L’installation peut L’installation peut être plus être plus compliquéecompliquée

• La neige n’est pas La neige n’est pas un grave problèmeun grave problème

Photo : RNCan

Photo : Nautilus

Tubes développés et fabriqués en Chine


Le chauffage solaire de l’eau Le chauffage solaire de l’eau sous différents climatssous différents climats

• Pour un système de chauffage solaire de l’eau résidentiel, constitué de Pour un système de chauffage solaire de l’eau résidentiel, constitué de 6 m² de capteurs vitrés6 m² de capteurs vitrés, devant répondre à une demande de , devant répondre à une demande de 300 L/jour300 L/jour d’eau chaude à d’eau chaude à 60 °C60 °C avec un stockage de avec un stockage de 300 L300 L, le , le taux de taux de recouvrement de la charge (fraction solaire)recouvrement de la charge (fraction solaire) est de : est de :

21 % à Tromsø, Norvège (70º N)

40 % à Yellowknife, Canada (62º N)

32 % à Varsovie, Pologne (52º N)

51 % à Harbin, Chine (46º N)

67 % à Sacramento, É.-U. (39º N)

39 % à Tokyo, Japon (36º N)

78 % à Marrakech, Maroc (32º N)

75 % à Be’er-Sheva, Israël (31º N)

81 % à Matam, Sénégal (16º N)

59 % à Puerto Limón, Costa Rica (10º N)

59 % à Jakarta, Indonésie (6º S)

86 % à Huancayo, Pérou (12º S)

69 % à Harare, Zimbabwe (18º S)

65 % à Sydney, Australie (34º S)

39 % à Punta Arenas, Chili (53º S)


Exemples des coûts et Exemples des coûts et économies d’un système de économies d’un système de CSECSE

Système vitré utilisé à Système vitré utilisé à l’année (avec stockage)l’année (avec stockage)

La Paz, BolivieLa Paz, Bolivie2,2 GJ/m2,2 GJ/m22

400 $/m400 $/m22

Système à tubes sous vide Système à tubes sous vide utilisé à l’année utilisé à l’année (avec stockage)(avec stockage)

Copenhague, DanemarkCopenhague, Danemark1,8 GJ/m1,8 GJ/m22

1 000 $/m1 000 $/m22

0102030405060708090100

5 15 25 35 45

Coût de l'énergie ($/GJ)

Éc

on

om

ies

an

nu

ell

es

($

/m2 )

Gaz

@ 0

,15$

/m3

Gaz

@ 0

,50$

/m3

Éle

ctri

cité

@ 0

,05$

/kW

h

Éle

ctri

cité

@ 0

,15$

/kW

h

Système sans vitrage pour une Système sans vitrage pour une piscine utilisé seulement en étépiscine utilisé seulement en été

Montréal, CanadaMontréal, Canada1,5 GJ/m1,5 GJ/m2 2

150 $/m150 $/m22


Enjeux d’un projet de Enjeux d’un projet de chauffage solaire de l’eauchauffage solaire de l’eau

• Facteurs d’un projet réussi :Facteurs d’un projet réussi :

Grande demande en eau chaude afin de réduire l’importance des coûts fixes

Coûts élevés en énergie (p. ex. : gaz naturel non disponible)

Pas d’approvisionnement fiable en énergie de sourceconventionnelle

Intérêt marqué pour l’environnement de la part du propriétaire ou du responsable du bâtiment

• Des besoins en eau chaude pendant les périodes d’ensoleillement Des besoins en eau chaude pendant les périodes d’ensoleillement requièrent moins de stockagerequièrent moins de stockage

• Les systèmes saisonniers, de faible coût, peuvent être préférables Les systèmes saisonniers, de faible coût, peuvent être préférables financièrement aux systèmes plus coûteux, utilisés toute l’annéefinancièrement aux systèmes plus coûteux, utilisés toute l’année

• L’entretien est similaire à tout système de plomberie, toutefois un L’entretien est similaire à tout système de plomberie, toutefois un technicien dévoué doit faire ltechnicien dévoué doit faire l’entretien ’entretien régulierrégulier et l et les réparationses réparations


Exemples : Australie, Botswana et SuèdeExemples : Australie, Botswana et Suède

Systèmes d’eau chaude Systèmes d’eau chaude sanitairesanitaire• Raccordé au réseau, requiert un propriétaire Raccordé au réseau, requiert un propriétaire

motivé motivé Peut avoir un long temps de retour simple lorsque le

prix de l’énergie est bas Les systèmes fournissent de 20 à 80 % d’eau

chaude

• Hors réseau ou là où l’approvisionnement en Hors réseau ou là où l’approvisionnement en énergie n’est pas fiableénergie n’est pas fiable

Photo : Marie Andrén, Solar Energy Association of Sweden Photo : Vadim Belotserkovsky

Photo : The Australian Greenhouse Office

Système de thermosiphon, Australie

Maison du personnel médical, BotswanaMaisons, Malmö, Suède


Exemples : États-Unis et CanadaExemples : États-Unis et Canada

Systèmes de chauffage de Systèmes de chauffage de piscinepiscine

• Capteurs sans vitrage à faible coûtCapteurs sans vitrage à faible coût Piscine extérieure en climats froids Prolonge la saison dans les climats tempérés Utilisé l’été pour les piscines intérieures dans

les climats froids Peut avoir un temps de retour simple

de 1 à 5 ans

• Capteurs vitrés pour le chauffage à Capteurs vitrés pour le chauffage à l’annéel’année

• Le système de filtration sert de pompeLe système de filtration sert de pompe

Photo : RNCan

Photo : Aquatherm Industries/ NREL Pix

Système de chauffage de piscine, Canada

Chauffage de piscine communautaire, Ontario, Canada


Exemples : Grèce et CanadaExemples : Grèce et CanadaSystèmes commerciaux et industriels Systèmes commerciaux et industriels d’eau chaude d’eau chaude

• Hôtels/motels, immeubles à logements et édifices à bureauxHôtels/motels, immeubles à logements et édifices à bureaux

• Centres médicaux et hôpitauxCentres médicaux et hôpitaux

• Lave-autos, buanderies et restaurantsLave-autos, buanderies et restaurants

• Centres sportifs, écoles, douchesCentres sportifs, écoles, douches

• Aquacultures, autres petites industriesAquacultures, autres petites industries

Photo : RNCanPhoto : Regional Energy Agency of Crete/ISES

Hôtel, Agio Nikolaos, Crète Aquaculture, Colombie-Britannique, Canada


Modèle RETScreenModèle RETScreen®® pour les pour les projets de chauffage solaire de projets de chauffage solaire de l’eaul’eau• Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la

production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre.réductions d’émissions de gaz à effet de serre. Vitré, sans vitrage et à tubes sous vide Piscine intérieure et extérieure

(avec ou sans toile couvrante) Production d’eau chaude

(avec ou sans stockage)

• RETScreenRETScreen® nécessite seulement nécessite seulement 12 points de données contre 8 760 12 points de données contre 8 760 pour les modèles de simulation horairepour les modèles de simulation horaire

• Non couvert actuellement :Non couvert actuellement :

Changement dans la charge journalière de production d’eau chaude

Production d’eau chaude autonome Système sans stockage ayant un fort taux

de recouvrement de la charge Mécanisme de poursuite du soleil, concentrateur et capteurs solaires intégrés


Calculs Calculs RETScreenRETScreen®® : : chauffage solaire de chauffage solaire de l’eaul’eau

Voir le e-Manuel

Analyse de projets d’énergies propres :Manuel d’ingénierie et d’études de cas

RETScreen®

Chapitre Analyse de projets de chauffage solaire de l’eau


Exemple : validation du modèle Exemple : validation du modèle RETScreenRETScreen®® pour les projets de pour les projets de CSECSERETScreenRETScreen®® comparé à : comparé à :

• WATSUN, pour un systèmeWATSUN, pour un systèmed’eau chaude sanitaire àd’eau chaude sanitaire àToronto, Canada :Toronto, Canada :

• ENERPOOL pour une piscine ENERPOOL pour une piscine extérieure de 48 mextérieure de 48 m22 à à Montréal, CanadaMontréal, Canada L’énergie requise est à 2 %

près

• Données enregistrées pour Données enregistrées pour une piscine extérieure de 1 une piscine extérieure de 1 200 m200 m22 à à Möhringen, Möhringen, AllemagneAllemagne L’énergie requise est à 3 %

près et la production d’énergie solaire est à 14 % près

RETScreen WATSUN Diff.

Ensoleillement incident (GJ) 24,34 24,79 -1,8 %

Charge énergétique (GJ) 19,64 19,73 -0,5 %

Énergie fournie (GJ) 8,02 8,01 0,1 %

Temps d’opération de la pompe (h)

1 874 1 800 4,1 %

500

1000

1500

2000

2500

3000

500 1000 1500 2000 2500 3000

Énergie solaire fournie mesurée annuelle (kWh)

Én

erg

ie s

ola

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fo

urn

ie p

réd

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ET

Sc

ree

n (

kW

h)

RETScreen vs données enregistrées pour 10 systèmes d’eau chaude à Guelph, Canada


ConclusionsConclusions

• Les capteurs sans vitrage, vitrés et à tubes sous vide peuvent fournir Les capteurs sans vitrage, vitrés et à tubes sous vide peuvent fournir de l’eau chaude pour plusieurs applications dans tous les climatsde l’eau chaude pour plusieurs applications dans tous les climats

• Une grande demande en eau chaude, des coûts élevés en énergie et Une grande demande en eau chaude, des coûts élevés en énergie et un fort engagement de la part du propriétaire ou de lun fort engagement de la part du propriétaire ou de l’op’opérateur sont érateur sont des facteurs de succès importants des facteurs de succès importants

• RETScreenRETScreen®® calcule : calcule : La charge de production d’eau chaude pour l’eau courante ou les piscines La performance du système solaire de chauffage de piscine ou de production

d’eau chaude avec ou sans stockage

• RETScreenRETScreen®® calcule la production énergétique annuelle, en utilisant calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats ddes données de ressource mensuelles, donnant des résultats d’’une une précision comparable à des outils de simulation horaireprécision comparable à des outils de simulation horaire

• RETScreenRETScreen®® permet des économies de coûts significatives pour la permet des économies de coûts significatives pour la réalisation dréalisation d’’études préliminaires de faisabilité études préliminaires de faisabilité


QuestionQuestions?s?

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www.retscreen.netwww.retscreen.netPour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :

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