joseph dejonghe, asbl objectif 2050 - bou energie... · 15/10/2013 1 objectif 2050 asbl o2050 le...

15/10/2013

1Objectif 2050 asbl

O2050

Le chauffe eau solaire

Cycle d’information

« Nouvelles techniques de chauffage »

Le 24 octobre 2013

Joseph Dejonghe, asbl Objectif 2050

O2050

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2Objectif 2050 asbl

O2050

O2050

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3Objectif 2050 asbl

Le plan SOLTHERM• 1999 découverte en RW des énergies renouvelables et du CES , le chauffe eau solaire

• Si le solaire fonctionne dans les pays voisins avec le même climat, est ce que cela ne pourrait pas fonctionner chez nous?

• -La Région wallonne a donc décidé de donner une impulsion déterminante au marché des chauffe-eau solaires (CES) par la mise en place du Plan d'Action SOLTHERM. Ce Plan veille à promouvoir le chauffe-eau solaire (primes, sensibilisation, information) et à assurer la qualité des équipements et de leur installation.

• Soltherm c'est de l’information et de la sensibilisation, une prime, des installateurs qualifiés et agrées et un contrôle de qualité !

• Les priorités sont:

• Formation des installateurs et agréation après 56 heures de cours et un examen de haut niveau

• Sensibilisation et promotion: exemple l’Héliomobile

• information: le réseau des Guichet de l’Energie joue le rôle de « facilitateur » pour le particulier

• Facilitateur pour les grands systèmes solaires thermiques

• -Tous les documents SOLTHERM mentionnés peuvent être obtenus

• sur le site http://energie.wallonie.be -> Soltherm

• -détail des primes (avant PEB et après PEB)

• -annuaire des installateurs agrées

• -document technique Soltherm

• -formulaire de demande de prime et son annexe technique

Programme de la présentation

1. Les préalables au solaire thermique

2. La ressource

3. Les différents types de capteurs

4. Description du système

5. Les principaux composants

6. Implantation et installation des capteurs

7. Fonctionnement des capteurs : rendements et limites

8. Dimensionnement du système

9. Soutien au chauffage par capteurs solaires

10. Aspects économiques et financiers

http://energie.wallonie.be/

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4Objectif 2050 asbl

1-Les préalables au solaire

thermique

Facture énergétique des ménages

wallons

Transport

25%

Chauffage

57%

Eclairage

1%

Electro-ménager

6%

Cuisson

2%

Eau chaude

sanitaire

9%

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5Objectif 2050 asbl

2. La ressource

www.grach.be

L’énergie solaire: est-ce réaliste?

• Réserve mondiale d'énergie primaire

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6Objectif 2050 asbl

Irradiance maximale = Puissanceen Watts/m2

CONSTANTE

SOLAIRE

1.354 W/m²

Atmosphère

terrestre

TERRE

Puissance

maximale

1000 W/m²

Localement = Puissance variablemême sans voir le soleil nous recevons sa lumière!

Mesurée en Watts/m2

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7Objectif 2050 asbl

Bilan annuel belge (IRM)ENERGIE solaire en kWh

L’énergie c’est la puissance multipliée par le temps

• Le bilan solaire global moyen annuel est une

donnée très importante

• Il est l’image de ce qui tombe du ciel en terme

d’énergie sur un sol donné durant une année

• Pour la Belgique, nous pouvons arrondir cette

donnée à :

1000 kWh par m² et par an

1 m² 100 litres de mazout

100 m³ de gaz naturel

1litre de mazout ou 1 m3 de gaz contiennent

10 kWh d’énergie

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8Objectif 2050 asbl

La courbe de la Fraction solaire:

une asymptote

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9Objectif 2050 asbl

Seuil d’énergie

nécessaire à la

chauffe de l’eau

chaude sanitaire

Appoint

nécessaire

Arrêt de l’appoint

La couverture solaire estivaleet la FRACTION SOLAIRE (FS)

ou taux de couverture solaire

3. Le capteur plan

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10Objectif 2050 asbl

Le cœur du système

L’absorbeur sélectif

• Le capteur plan

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Le capteur plan

4. Description du système

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Description du système

!Un CES se greffe toujours sur n’importe quelle

installation existante!

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CapteursAbsorbeur sélectif

Circuit primaireEau + Glycol

Vidange

Boiler solaireBi ou tri énergie

Stratification

Régulation2 Sondes

Système d’appointElectrique-Chaudière-

Externe

Autres :

-Circulateur

-vase d’expansion

-soupape de sécurité

-compteur d’énergie

-thermomètres

-débitmètres

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5. Les principaux composants

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Débitmètre gravimétrique, groupe de remplissage

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• Capteurs– Absorbeur sélectif

• Circuit primaire– Eau + Glycol

– A vidange

• Boiler solaire– Bi ou tri énergie

– Stratification

– Bouchon pour placement d’un résistance électrique

– Ouverture pour l’entretien

• Boiler solaire– Protection anticorrosion

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• L’appoint en cas d’insuffisance solaire:

-soit dans le boiler solaire

-via une résistance électrique

-via le serpentin d’échange supérieur et une chaudière

-soit en série à l’extérieur au moment du puisage

ATTENTION: il faut programmer l’enclenchement de l’appoint

en fin de journée!



– A vidange


– Stratification

• Régulation– Sonde

• Système d’appoint– Résistance électrique

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– A vidange


– Stratification


• Système d’appointChaudière-Externe

Mazout ou gaz



– A vidange


– Stratification


• Système d’appoint– Chaudière-Externe

Par exemple chauffe bain mural au gaz

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6. Implantation et installation

des capteurs

Positionnement

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Mise en place

• Toiture inclinée

A) Non Intégré

B) Intégré

• Toiture plate

• Autres

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www.apere.org 49

L’installation verticale

En façade

En balustrade

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7. Fonctionnement des

capteurs : rendements et limites

Le rendement maximum d’un capteur est de 80 %!

C’est le RENDEMENT OPTIQUE

Réflexion du

vitrage 8%

1% absorption du vitrage

Réflexion de l`absorbeur 5%

3-5% émission d‘infra rouge

80%

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Limite des capteurs plansLa courbe de rendement d’un capteur plan

Capteurs tubulaires sous vide

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Solution 1 = Tube sous vide à circulation directe

Solution 2 = Tube sous vide à caloduc

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Capteurs sous vide type HEAT-PIPE

avec une seule paroi en verre

AVANTAGES

- Rendement plus élevé(comparaison faite des capteursplan)

- Moins de surface installée - Capteur orientable

INCONVENIENTS

- Plus complexe au montage (fragilité)- Non intégrable en toiture- Investissement plus important

Capteurs sous vide type HEAT-PIPE

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Solution 3 = Tube de Sidney ou CPC

CPC ou bouteille thermoà double paroi de verre

(CPC: compound parabolique collector)

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Solution 4 = Le tube sous vide « hybride »

le caloduc avec la bouteille thermo

Capteurs sous vide

AVANTAGES

- Rendement plus élevé- Moins de surface installée ???- Capteur orientable

INCONVENIENTS

- Plus complexe au montage (fragile)

- Non intégrable en toiture- Investissement plus important

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Courbes de rendement comparaison capteurs plans et

bouteilles thermo à double paroi de verre CPC

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Capteurs plans vitrés :

rendement moyen annuel

Réflexion du

vitrage 8%

1% absorption du vitrage

Convection 15

%

3 % Conduction de la chaleur

Réflexion de l`absorbeur 5%

8% Pertes de chaleur de

l`absorbeur

Le rendement global d’un CES

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Rendement global d’un CES

• Le rendement annule d’un capteur plan est de 50 à 60 % et délivre donc entre 500 et 600 kWh par m2 et par an.

• Si on déduit encore les pertes liées aux stockage dans la boiler et au transport de l’eau chaude on estime le rendement global annule d’un CES entre 30 et 40 % soit 300 à 400 kWh par m2 et par an

• Soit un gain théorique de 30 à 40 litres de mazout ou m3 de gaz par m2 de capteurs placés.

• Mais le vrai gain d’énergie fossile est à multiplier par le rendement de la chaudière que l’on remplace

• La véritable économie peut donc aller jusqu'a 80 litres de mazout épargné par m2 de capteur placé!

L’augmentation de la fraction solaire fait chuter le

rendement d’un CESRecherche d’un compromis économique!

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8. Dimensionnement du

système

Le dimensionnement

30

50

70

0

20

40

60

80

Co

ns

om

ma

tio

n d

'EC

S

[lit

res

/jo

ur.

pe

rso

nn

e]

Famille

ˇ conome

Famille

moyenne

Famille tr¸ s

peu ˇ conome

Est calculé pour chauffer 60% à 80% de la consommation en ECS, mais 100% en période de non chauffe du bâtiment

1) Evaluer la consommation journalière réelle d’ECS

2) Décider le taux de couverture solaire/Fraction solaire souhaitée

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Le dimensionnement en chiffres

• La superficie des capteurs variera d’1m² à 2 m²

• En fonction de la FRACTION SOLAIRE/ TAUX DE

COUVERTURE SOLAIRE qui est de minimum 60%

en RW

• En fonction de la consommation réelle

• Stockage de 50 à 80 litres par mètre carré de

capteurs, minimum de 150 litres

• Tenus aux équipements « standards »: Volume du

boiler, superficie des capteurs

Orientation et inclinaison

• Orientation:

– Optimal = plein sud

– En pratique = entre l’est et l’ouest

• L’inclinaison favorise les apports:

– En été si inclinaison de 30°

– En hiver si inclinaison de 60°

– En moyenne 45°

– En pratique : la pente de la toiture inclinée

Compensation: on augmente la surface en conséquence

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9. Soutien au chauffage par

capteurs solaires

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Soutien au chauffage : que peut-on espérer?

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Température de chauffage

O2050

Soutien au chauffage

Superficie de capteurs plus élevée (min 12 m2)

Taux de couverture solaire intéressante si chauffage basse température

Cuve de dimension importante

Superficie de capteurs plus élevée

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Superficie de capteurs plus élevée (min 12 m2)

Taux de couverture solaire intéressante si :

chauffage basse température par le sol ou par radiateurs surdimensionnés

maison correctement isolée

régulation efficace

Soutien au chauffage

Inconvénients :

Cuve de dimension importante

Superficie de capteurs élevée (12 à 25 m2)

Le kit « clé sur porte »

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La rampe commune

Que faire avec le surplus de production en été?

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Le stockage inter saisonnier

• Comment garder de la chaleur de l’été vers l’hivers?

• La réponse: le stockage thermochimique!

– La zéolithe

– Le silicate gel

– 10m3 de zéolithe et 25m2 de capteurs

– =70 % d’économie sur le chauffage!

10. Aspects économiques et

financiers

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Estimation du coût moyen d’un CES (5m²)

varie de 1000 à 1200 € par m2 installé

Détails des prix des différents éléments (hTVA)

Les capteurs: de 300 à 400 € le m2

1.800 €

Le boiler: de 750 à 1500 € pour capacité de

200 à 300 litres

1.200 €

La régulation hydraulique : circulateur, vase

d’expansion, soupape de surpression, etc

400 €

La régulation électronique y compris un

compteur de calories

500 €

L’ensemble de la tuyauterie et de l’isolant

HT

800 €

Total du matériel 4.700 €

La main d’œuvre, p. ex. 4 jours de 8 heures 1.300 €

Total général 6.000 €

Les primes RW• Pour les maisons unifamiliales dont l'accusé de réception du permis

d'urbanisme est antérieur au 1er mai 2010

• 1.500 € pour toute installation présentant une surface optique allant de 2 m² à 4 m² et un supplément de 100 € par m² de surface optique supplémentaire.

• Le montant total de la prime ne peut excéder 6.000 € et le cumul avec toute autre subvention est autorisé pour autant que le montant total perçu n'excède pas 75% du montant total de l'investissement.

• Cette prime est cumulable avec la prime octroyée par certaines provinces et communes

• Pour les maisons unifamiliales dont l'accusé de réception du permis d'urbanisme est postérieur au 30 avril 2010

• 500 € pour toute installation présentant une surface optique allant de 2 m² à 4 m² et un supplément de 100 € par m² de surface optique supplémentaire.

• Le montant total de la prime ne peut excéder 5.000 € et le cumul avec toute autre subvention est autorisé pour autant que le montant total perçu n'excède pas 75% du montant total de l'investissement.

• Cette prime est cumulable avec la prime octroyée par certaines provinces et communes

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Les autres primes et aides

• Les primes des provinces de 0 à 750 €

• Les primes des communes

• L’Ecopack de la RW

• Les prêts sans intérêt (par ex. Liège)

Le prix du kWh solaire• Exemple un CES de 5 m2 300 litres• 6000 € -1600 RW - 500 province - 400 commune

• = 3500 €

• Production sur 20 ans : 300 kWh x 5 m2 x 20 ans = 30000 kWh

• Le kWh solaire coute: 3500 : 30000= 0.12 €/kWh!

• PRIX GARANTI 20 ANS ET LA 21 EME ANNEE?

• Le litre de mazout coute: 0.8 €

• Le kWh mazout coute 0.08 € à diviser par le rendement saisonnier du système de chauffage par ex 70 % soit 0.12 €/kWh

• PRIX GARANTI DU JOUR! MAIS DEMAIN????

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Asbl Objectif 2050

Rue Nanon, 98 – 5000 NAMUR

www.objectif2050.org /mail : [email protected]

Tél +32/497 544 359

Ensemble, économisons votre énergie.



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