L’énergie solaire ThermiqueLe chauffe eau solaire collectif

Jérôme ALBA

www.tecsol.fr

Gisement solaire

Marchés des énergies renouvelablesPuissances installées dans le monde (2004)

2 600

47 000

82 000

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

Photovoltaïque Solaire thermique Éolien

MW

Marché Mondial en 2004

Marché du solaire en France (m²/an)

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1999 2001 2003 2005 2007 2009

Face sudRéels

Loi d’orientation sur l’énergieGénéral et objectifs 2010

• 21 % électricité d’origine EnR• + 50 % d’EnR thermique• PPI Chaleur• Recommandation des EnR dans les

PLU

Loi d’orientation sur l’énergieContraintes:

• Durcissement de la RT• Études de faisabilité (+ 1000 m²)• Affichage des performances des

logements.

Loi d’orientation sur l’énergieAides

• Crédit d’impôt (50 %) particuliers• CEE production de chaleur par EnR• Possibilité COS + 20% si EnR

• ECS : environ 1/3 des consommations énergétiques d’un logement

• Chauffage et ECS pour le résidentiel-tertiaire = 30 % du bilan énergétique final du pays

La part de l’ECS dans le bilan énergétique

Profil type – logements collectifs10 000 l/j – 200 m²

0

5000

10000

15000

20000

25000

Janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre

kWh

/ moi

s

Apports solaires Gaz naturel

Eau chaude solaire collective

Les capteurs solairesCapteurs sans vitrages

Capteurs sans vitrage

Les capteurs solairesCoffre

Sortie

Profilé latéral

Couverture transparente

Absorbeur

Isolation arrièreCanalisationCoffre arrière

Entrée

Capteur vitré

convection

Energie incidente (globale)

Reflexion du vitragePertes par convection et

rayonnementTransmissionDu vitrage

Absorption de l‘absorbeur

Reflexion de l‘absorbeur

Pertes par conduction

Energie utile

Emission infrarouge

Capteur vitré

Les capteurs solairesCapteurs sous vide

A

A

Tube verre

Plaque absorbante

Plaque métallique

Soudure verre/métalEnceinte sous vide

Coupe AA

Installation des capteursIndépendants sur supports

Installation des capteursIncorporés en toiture

Installation des capteursIntégrés en toiture

Le capteursolaire intégré

La couverturetransparente

L’absorbeur

L’isolationtherm ique

Eau chaude solaire – Paul Bert

OPHLM de MontreuilSurface de capteurs : 120 m²Volume de stockage : 5 000 litresProduction solaire : 61 900 kWh/anEconomies annuelles : 40 € par lgt

CUS Habitat - StrasbourgSurface de capteurs : 406 m²Volume de stockage : 15 000 litresProduction solaire : 207 000 kWh/anEconomies annuelles : 40 € par logt

Eau chaude solaire – F1 Gières

Hôtel Formule 1Surface de capteurs : 100 m²Volume de stockage : 5 000 litresProduction solaire : 51 000 kWh/an

707 logements HLM à Narbonne

Surface de capteurs : 622 m²Volume de stockage : 39 000 litresProduction solaire : 533 000 kWh/an

Eau chaude solaire collective

Opac de ParisSurface de capteurs : 952 m²Volume de stockage : 85 000 litresProduction solaire : 1 276 200 kWh/anEconomies annuelles : 38 € par lgt

EC

EF

EF

EF

EC

EC

EC

EF

EF

EF

EC

EC

Solaire collectif individualisé

SocadalSurface de capteurs : 48 m²Volume de stockage : 4 400 litresProduction solaire : 36 375 kWh/anEconomies annuelles : 55 € par lgt

Solaire collectif individualisé

Projets en cours : appoint chaudière gaz individuelleMontigny le Bretonneux (78) : 27 logements en bandesBIOT (06) : 39 logements en îlots

Opac de l’Aube – Brienne le ChâteauSurface de capteurs : 36 m² par bâtiment16 logements par bâtimentDeux bâtiments équipés :-1 installation solaire collective-1 installation solaire collective individualisée

Solaire collectif

individualisé

BILAN – Brienne – Installation collective centralisée

Répartition des Energies Production ECS

Réchauffeur12%

Appoint (Ballons

accumulation)62%

Auxiliaires solaire

(circulateurs)0% Energie

solaire26%

11 388,10 kWh 83,43 kWh/m3

ECS COLLECTIVE

0500

1 0001 5002 0002 5003 0003 5004 0004 500

janv-05 févr-05 mars-05

kWh

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Ensoleillement Energie solaire distribuéeAppoint (Ballons accumulation) RéchauffeurTaux de couverture de production :

Taux de couverture de 20 à 40%

Taux de couverture : Énergie thermique solaire / (Énergie thermique solaire + Énergie appoint + Énergie Auxiliaires + Énergie Réchauffeur de boucle)

BILAN – Brienne – Installation collective centralisée

REPARTITION des ENERGIES PRODUCTION ECS

Energie transmise aux

ballons32%

Appoint (Ballons accumulation)

66%

Auxiliaires solaire

(circulateurs)2%

7 684 kWh 111 kWh/m3

BILAN Brienne – Collectif individualisé

BRIENNE 5ECS Individuelle

0 kWh500 kWh

1 000 kWh1 500 kWh2 000 kWh2 500 kWh3 000 kWh3 500 kWh4 000 kWh4 500 kWh

janv-05 févr-05 mars-050%

20%

40%

60%

80%

100%

Ensoleillement Energie transmise aux ballons Appoint (Ballons accumulation) Taux de couverture :

Taux de couverture de 20 à 45 %

Taux de couverture : Énergie thermique solaire / (Énergie thermique solaire + Énergie appoint + Énergie Auxiliaires + Énergie Réchauffeur de boucle)

BILAN Brienne – Collectif individualisé

BRIENNE LE CHÂTEAU :COMPARAISON ECS INDIVIDUALISEE

/COLLECTIVEPRODUCTION ECS

INDIVIDUELLE / COLLECTIVE

0 kWh500 kWh

1 000 kWh1 500 kWh2 000 kWh2 500 kWh3 000 kWh

janv-05 févr-05 mars-05

Energie SOLAIRE 16 ballons Energie solaire distribuée Appoint (INDIVIDUEL)Appoint (Ballons accumulation) Réchauffeur

Garantie de Résultats Solaires

Etat du parc en 2000

Année de mise en service et état actuel

Bon état de fonctionnement (14%)

En état de marche, réhabilitation légère (42%)A l’arrêt; réhabilitation lourde (15%)ou démontage (29%)

0

5

10

15

20

25

30

35

1982

1984

1986

1985

1987

1988

1989

1981

1980

1983

1992

1993

1990

1991

1996

1994

1995

1997

Ant

érie

ur

La GRS en Europe• Crée en France en 1988 • Développée en France, Espagne,

Allemagne avec des soutiens publics (150 installations)

• Début d ’application en Autriche, • Applications en Tunisie, Liban, Maroc, ….• Extension au marché individuel

La Garantie de Résultats solaires - Pourquoi ?

• Garantir les performances des installations

• Économies financières• Impact sur l’environnement

• Préserver la durée de vie des équipements

Garantie de Résultat Solaire• Contrat entre le

client et les entreprises

• Objectif de production d ’énergie

• Clauses de pénalités

Garantie de Résultat Solaire• Télécontrôle des

installations • Maintenance• Compte rendu

mensuel et bilan annuel

Le bilanmensuel

SOLAR MONITOR

Interventions etmaintenance sur siteaccès aux:- fiches techniques- historique- bilans, consommations

Poste local SOLAR

MONITOR

Réception des mesures

par e-mail

Poste central

analyse des mesures

Installation solaire

Envoi d'alarmesbilans et conseils

e-mailfax

!

Consultations- températures - consommations / jour- potentiel / jour- production / jour- CO2 économisé

N° Vert e-mail

web

web

Centre de Valmante

0

100

200

400

500

600

J F M A M J J A S O N D

Energie Garantie

Energie MesuréeConsommation de Référence

Consommation Réelle

20 000

10 000

Litres/jour

KWh/jour

Bilan 1998Surface de capteurs 246 m2

Production annuelle 149 744 kWh soit 609 kWh/m2

300

Exemple de relevé journalier

Exemple de relevé journalier

L ’environnement

Fioul dom estique Gaz naturel Charbon Electricité (année) (M arginal hiver)Solaire Bois En kg de CO2 par kW h PCI Source Adem e et C ITEPA 2000

0.270 0.205 0.342 0.090 0.557 0 0

1 Voiture qui roule

2 500 km. émet 350 kg de CO 2

Un chauffe-eau solaire

( 1 m 2 de capteurs qui remplace un chauffe

eau au fioul)

évite l’émission de 350 kg de

CO2 par an

LA NOUVELLE REGLEMENTATION ECS ET LES INSTALLATIONS SOLAIRES

Définition :La légionelle est un micro-organisme bactérien responsable chez l’homme d’une pneumonie appelée maladie du légionnaire ou légionellose

Conditions de vie et développement de la bactérie :

Facteurs de développement! Bras morts des réseaux ECS! Dépôts de tartre! Corrosion

Ralentissement

LA LEGIONELLE

Température de l’eau

Destruction

25 °C 60 °C35 °C 42 °C

Développement

Maxi

! Caractéristiques physico-chimiques de l’eau! Taille et type d’installation! Nutriments

Survie

45 °C

ARRETE DU 30 Novembre 2005

Article 36 - Installations de distribution d'eau chaude sanitaire

! Afin de limiter les brûlures […] la température est fixée à 50 °C dans les pièces destinées à la toilette, 60 °C dans les autres pièces et 90° C pour buanderies et cuisines, avec obligation de signalisation.

! La température des ballons doit être maintenue à 55°C à l’exclusion des ballons de préchauffages ou être portés à une température suffisante une fois par 24 heures.

0

10

20

30

40

50

60

70 Durée des chocs thermiques suivant la température

66 [°C] 2 minutes60 [°C] 32 minutes50 [°C] Les bactéries survivent

LA LEGIONELLE

Ordre de grandeur

Eau chaude solaire collective

• Entre 30 et 50 % du gisement solaire.• Soit une « récolte annuelle » de 400 à 800

kWh / m² de capteur.• La part des besoins couverts par le solaire

varie de 40 à 70 %.

Ordres de grandeur

• 1 m² de capteur pour 50 litres d’ECS à Strasbourg

• 1 m² de capteur pour 70 litres d’ECS à Marseille– Calcul en ligne sur www.tecsol.fr

• 1 m² de capteur en toiture " 3 m² de toiture terrasse.

Prix des installations

Le Prix des installations(Eau chaude sanitaire)

• Installations solaires– 1000 € / m² (< 50 m²)– 900 € / m² (< 100 m²)– 700 € / m² (> 100 m²)

• Maintenance– 300 € /an pour une installation de 100 m²

• Ordre de grandeur– Productivité : 400 et 600 kWh/an/m²– 1 m² pour 50 litres d’ECS à Strasbourg– (Calcul en ligne sur www.tecsol.fr)