Objectifs

1. Objectifs Déterminer pour un projet d’énergie renouvelable : • Sa faisabilité • Sa rentabilité financière • Son bénéfice « effet de serre ».

2. Méthode Données Système de référence Estimation : Bénéfice Effet de serre Géographiques Estimation : Économie ou Production énergétique TCO2/an Météo kWh/an Installation Coût Estimation : Coût de l’installation Etude € Analyse financière TRI Matériel Main d’oeuvre VAN Données financières Aides financières

3. Données géographiques • 1- Google Earth • 2- Geoportail

4. Données météo • 1- Météonorm • 2-

5. Analyse de l’installation • Etude des pentes de toits • Etude de la structure • Etude en mairie (bâtiments de France)

6. Estimation de la production • Etude des ombrages (Carnaval…) • Estimation logicielle • Tsol • SimSOl • Solo 2000 • CASSSC • …

7. Bénéfice « effet de serre » • Retscreen • TSOL

8. Coût de l’installation • 1: PV : 7€/Wc posé • 2 :ST: 700 à 1000€/m² posé Ou 350€/m²+2€/litre+5000€(fournitures et main d’œuvre)

9. Données financières • TVA • Apport initial • Taux d’inflation • Dérive du prix des énergies • Durée du projet • Durés de emprunt • Taux d’intérêt

10. Aides financières • Crédit impôt • http://www.impots.gouv.fr/ • 50% du matériel • Aide (région …) • http://www.enerplan.asso.fr/

11. Analyse financières • TR : taux de retour sur investissement • VAN : Valeur actuelle nette • TRI : taux de rentabilité interne • ….

12. Dimensionnement solaire thermique Approche des ordres de grandeur

13. Problème Nécessité de stocker la chaleur Avec un rendement optimum Déphasage entre le besoin et la demande

14. Synoptique

15. Quels besoins en ECS ? Quel Stockage? Evaluation du besoin en eau chaude sanitaire (à 55°): 20 à 30 l/pers dans les grands ensembles résidentiels (100l/logt) Crèches : 10 l/enfant Camping / gymnases : 12 l/douche Retraites: 40l/lit Problème : grosse disparité et forte baisse lors du maximum d’apport solaire

16. Influence du stockage?

17. Quelle surface de capteurs ? 1 m² de capteur pour 40 litres pour les régions Nord1 m² pour 50 litres pour le Centre1 m² pour 60 litres pour les régions sud Le ballon solaire sera dimensionné de façon à ce que son volume, exprimé en litres, soit au minimum égal à 50 fois la surface en m² des capteurs solaires • Objectif • Taux de couverture des besoins : 40 à 60% • Productivité : 400 à 600 kWh/m².an • Chez Clipsol : S capteur = 8% S chauffée + 1m² / personne Remarque: Prendre en compte les surchauffes estivales.

18. Influence de la surface de capteurs ?

19. Quel échangeur? La présence d’un échangeur entraîne une baisse du rendement global du système car elle provoque, toutes choses étant égales par ailleurs, une augmentation de la température de l’eau dans les capteurs, et donc une augmentation des pertes thermiques des capteurs d’où un choix d’échangeur à efficacité élevée. On veillera à ce que cette baisse de rendement ne dépasse pas 5% soit un coefficient de transfert thermique de l’échangeur de 100 W/°C (par m² de capteur) minimum.

20. Influence échangeur? • Un composant crucial parfois mal dimensionné • Dimensionnement spécifique au solaire (Attention aux données constructeur) • Choisir une efficacité élevée (0,6 à 0,8)

21. Quels circulateurs? Les débits de fluide couramment utilisés varient de 40 à 70 l/h par m²de capteur solaire. La puissance du moteur de la pompe (en W) est déterminée par la relation : avec : Q : débit nominal (m3/s); H : hauteur manométrique en mètres de colonne d’eau, calculée en tenant compte des pertes de charge du circuit et de la nature du fluide caloporteur; r : masse volumique du fluide caloporteur (kg/m3); g : accélération de la pesanteur (9,81m/s2); R : rendement de l’ensemble pompe/moteur, qui devra être supérieur à 0,8. K est un coefficient de surpuissance (sans dimension) compris entre 1,15 et 1,25 pour s’affranchir des pertes de charge dues à l’entartrage (circuit secondaire) ou à la variation de viscosité du fluide caloporteur (circuit primaire).

22. Quelle tuyauterie ? Si l’on respecte la contrainte de vitesse de circulation (1m/s), on peut calculer de façon approximative le diamètre intérieur de la tuyauterie à partir de l’équation suivante : avec : Di : diamètre intérieur du tuyau (mm); Q : débit nominal (l/h) r : masse volumique du fluide (kg/m3) ;

23. Bilan technique • Plus un capteur est chaud, moins il est efficace • Concevoir des régulations qui donnent priorité au circuit le plus froid • La partie solaire doit être dimensionnée pour atteindre l'économie d'énergie "optimale" • Raisonner "systèmes" et pas seulement « composants »  • Systèmes solaires thermiques : • Ne produit pas de l'énergie thermique • Mais Économise de l'énergie d'appoint • Mieux vaut sousdimensionner les capteurs solaires en cas de doute • Pas trop quand même : sinon la part des coûts fixes augmente ! • Ne pas surdimensionner les ballons de stockage • Mieux vaut surdimensionner l'échangeur de chaleur • Attention à ne pas surdimensionner canalisations et pompes (investissement, consommations d'électricité) • L'appoint doit être dimensionné comme s'il n'y avait pas de solaire, notamment puissance des émetteurs de chaleur si chauffage, puissancede la production d'eau chaude sanitaire, puissance du générateur

24. Critères économiques Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire? Taux de couverture en énergie utile

25. Critères économiques Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire? Taux de couverture en énergie utile

26. Critères économiques Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire? Css : Consommation d’énergie d’appoint d’une installation de référence non solaire CAS : Consommation d’énergie d’appoint de l’installation solaire Taux d’économie en énergie utile

27. Critères économiques Quantité d'énergie (solaire ou économisée) par m² de capteurs solaires : Quantité d'énergie (solaire ou économisée) par m² de capteurs solaires : de 200 à 800 kWh/m² selon utilisation, climat, dimensionnement, etc Surface A en m² Prod : en kWh/m² et par an Productivité

28. Indicateurs de rentabilité Cout du kWh économisé < cout du kWh classique Donc Cout du kWh économisé < 7 c€/kWh Production > 400 kWh/m2par an Investissements < 2,25€/kWh par an

29. Coûts spécifiques: CESI Le coût d’une installation complète pour un Cesi (capteurs, ballon, régulation, raccordements), pour une famille de 3 ou 4 personnes, équipée de 3 à 5 m2 et d’un ballon de 200 à 300 litres, est compris entre 3 800 et 5 800 €, pose comprise. Mais les aides publiques en diminuent largement le coût. Coût du m² installé : 700 €/m² stockage compris Stockage 4000€/m3 Ou 350€/m²+2€/litre de stockage + 5000€ (fournitures et main d’œuvre)

30. Coûts spécifiques SSC Le SSC coûte, pour sa part, environ 10 000 € 10 m2 de capteurs, surface chauffée de 70 m2 et de l’ordre de 25 000 € pour une plus grande 20 m2 de capteurs et 150 m2 de surface chauffée Il faut, là aussi, noter que le crédit d’impôt efface le surcoût d’une solution plancher chauffant traditionnel. Solaire collectif: Hotels F1 groupe Accor Matériel installation mise en route : 800 €/m² pour 100 chambres ; 60 m² ; 48000€ -23000€ d’aides du fond chaleur TRI : 10-15 ans

31. Coûts spécifiques • Le coût des capteurs posés représente 30 à 50 % du coût travaux • 320 à 550 € HT/m², selon la complexité de la pose • (sur châssis, intégration en toiture, sur-toiture) • dont pose : 50 à 100 €/m² selon la difficulté • Ballons • Ballon acier : 1,5 € HT/l posé à partir de 1000 l • Ballon inox : 2,2 € HT/l posé à partir de 1000 l • Echangeurs • 50 kW : 1000 € • 100 kW : 1200 € • 350 kW : 1500 € • Canalisations • Entre 20 et 40 € /ml posé suivant le diamètre et la nature de l’isolation.

32. Coûts spécifiques • Module de transfert (pompe,…) • Entre 1000 et 2000 € pour le matériel, même écart pour la pose. • Régulation • Entre 1000 et 3000 € pour le matériel. • Coût de l'ingénierie : entre 10 et 17 % du coût travaux • Entretien: • 0,5% de l’investissement • Consommation des pompes • Surcoûts possibles : • Création de local technique • Liaisons capteurs / local technique compliquées (grandes distances, changement de bâtiment, tranchées) • Adaptation toiture

33. Evolution des coûts, fraction solaire..par surface de capteur Coûts de la chaleur solaire (c€/kWh)

34. Bilan Plus un capteur est chaud, moins il est efficace Concevoir des régulations qui donnent priorité au circuit le plus froid Raisonner "systèmes" et pas seulement « composants »  Systèmes solaires thermiques : Produit de l'énergie thermique Économise de l'énergie d'appoint • Mieux vaut sous dimensionner les capteurs solaires en cas de doute • Ne pas sur dimensionner les ballons de stockage • Mieux vaut sur dimensionner l'échangeur de chaleur • Attention à ne pas sur dimensionner canalisations et pompes (investissement, consommations d'électricité)

35. Aides financières • l’État rembourse 50 % du matériel (certifié) (pose non comprise) sous la forme d’un crédit d’impôt • Pour les installations d’envergure • AdemeInterlocuteur privilégié, gérant des fonds chaleurs (960 M€ sur 2009-2011 renouvelables) où les applications utilisant la biomasse, les PAC sur eau et les installations solaires thermiques (>25 m² avec contrôle des performances). • Contrats de Plan Etat Région (CPER) 2007-2013 • Feder ( Fond européen de Développement Régional) • Enerplan 

36. TSol • Nouveau projet

37. TSol • Choix du type de système

38. TSol • Profil des besoins en ECS • Météo

39. TSol • Dégrossir le projet: fixer le duo capteur-stockage • Pour spécifier rapidement le cahier des charges de l’installation cliquer sur l’assistant d’étude • Ce qui permet de spécifier une installation • On spécifie: • Les besoins en ECS • Les types de capteur • Taux de couverture • Le chauffage d’appoint • 3 types de ballons envisagés

40. TSol • Affiner le projet

41. TSol • Affiner le projet ……

42. TSol • Simulation et graphiques

43. TSol • paramètres • investissements • Simulation financières • Financements • Frais d’exploitation • Economies

44. Retscreen • Données • géographiques

45. Retscreen • Choix des panneaux

46. Retscreen • Choix panneaux stockage

47. Retscreen • Compléter les données

48. Retscreen • Finalisation

49. Retscreen • Analyse financière

50. Retscreen • Finalisation