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Production de chaleur - Chauffe-eau solaire - Immeuble d'habitation / France
Mandat de l'étude de cas
Vous avez été mandaté par une municipalité en France, qui vous demande de vérifier l'intérêt économique d'une installation de chauffage solaire de l'eau (CSE) envisagée sur un bâtiment d'appartements résidentiel existant.
Données techniques
Le bâtiment envisagé est situé à Bourg-lès-Valence, dans la région Rhône-Alpes, à une latitude de 45,7 °N. La station météorologique la plus proche est celle de Lyon/Bron. L'immeuble de 4 niveaux comprend 21 appartements, avec un taux d'occupation relativement bas, soit de 55 %. La température désirée d'eau chaude est de 60 °C. Actuellement, cette eau est produite par le système de chauffage central au gaz naturel, qui a un rendement saisonnier de 70 %.
Le client vous a précisé qu'il voulait utiliser les capteurs solaires plans à simple vitrage de modèle ST3V du fabricant français Techniques Solaires Appliquées (TSA). Ces capteurs ont un coefficient Fr « tau alpha » de 0,70, un coefficient Fr UL de 5,00 W/(m²-°C) et une surface de 2,31 m² chacun. Pour des raisons d'esthétique, les collecteurs seront inclinés à 45 ° faisant face au sud.
Pour les besoins de l'analyse des réductions d'émissions de gaz à effet de serre, considérez que le nucléaire est le mode de production du réseau électrique de référence.
Données financières
Le coût de ces collecteurs vitrés est de 300 €/m².
Les données suivantes seront utilisées pour l'analyse financière : taux d'inflation de 5 %, taux d'indexation du coût en combustible de 3,5 %, taux d'actualisation de 9 % et une durée de vie du projet de 25 ans. Le prix du gaz naturel est de 0,168 €/m³ et celui de l'électricité de 0,119 €/kWh. Ce projet peut bénéficier d'une subvention du gouvernement représentant 32 % des coûts initiaux du projet.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse. Si le taux de rendement interne (TRI) du projet est inférieur à 10 %, évaluez à quel coût devrait être le gaz naturel pour que le TRI du projet atteigne cette valeur.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Résultats
En 1996, l'Office départemental de l'habitat, une agence locale d'habitation, a décidé d'installer un chauffe-eau solaire sur un bâtiment d'appartements résidentiel existant de 21 logements de Bourg-lès-Valence, la Résidence Moulin des Prés. Cette installation a bénéficié du programme SUNERGIE de l'Union européenne qui a pris en charge 32 % du coût total du projet.
Description du système
Le chauffe-eau solaire comprend 15 capteurs plans du modèle ST3V fabriqué par Techniques Solaires Appliquées (TSA). Leur surface totale est de 34,7 m². Les capteurs sont inclinés de 45° par rapport à l'horizontale et raccordés à un réservoir d'eau chaude de 2 000 L. Le chauffe-eau existant au gaz naturel continue à être utilisé, mais comme chauffe-eau auxiliaire.
Leçons à tirer
Le CSE est une technologie maintenant éprouvée et bien disponible, si bien que plusieurs fabricants proposent, dans la plupart des pays industrialisés, des produits de haute qualité pour le chauffage solaire de l'eau. Dans la plupart des climats, incluant une grande partie de l'Europe du Nord, un chauffe-eau solaire fournit généralement de 30 à 50 % des besoins annuels en énergie pour produire de l'eau chaude sanitaire. Les chauffe-eau solaires sont souvent rentables dans des applications où les volumes d'eau chaude sont importants et où les coûts de l'énergie conventionnelle qui est remplacée, sont élevés. En revanche, dans les régions où les sources conventionnelles d'énergie sont bon marché, par exemple le gaz naturel, ce sont des arguments liés à l'environnement ou des programmes incitatifs des gouvernements, qui pourront justifier l'installation de chauffe-eau solaires.
Dans les années 90, il s'est installé peu de chauffe-eau solaires en France, en comparaison avec certains autres pays européens. Cependant, en 2001, la surface de capteurs solaires installés a fait un bond pour atteindre 18 000 m². Le gouvernement français, dans son Plan soleil vise l'installation de 550 000 m² en capteurs solaires thermiques d'ici 2006. En Allemagne, où des mesures incitatives du gouvernement existent depuis longtemps, 900 000 m² de capteurs solaires ont été installés en 2001. Cette croissance sans précédent du marché du chauffage solaire de l'eau en Europe est due, pour une large part, aux préoccupations touchant les changements climatiques.
Photo
Immeuble d'habitation - Chauffe-eau solaire, Rhône-Alpes, France
Références
Mandat de l'étude de cas
Vous avez été mandaté par une municipalité en France, qui vous demande de vérifier l'intérêt économique d'une installation de chauffage solaire de l'eau (CSE) envisagée sur un bâtiment d'appartements résidentiel existant.
Données techniques
Le bâtiment envisagé est situé à Bourg-lès-Valence, dans la région Rhône-Alpes, à une latitude de 45,7 °N. La station météorologique la plus proche est celle de Lyon/Bron. L'immeuble de 4 niveaux comprend 21 appartements, avec un taux d'occupation relativement bas, soit de 55 %. La température désirée d'eau chaude est de 60 °C. Actuellement, cette eau est produite par le système de chauffage central au gaz naturel, qui a un rendement saisonnier de 70 %.
Le client vous a précisé qu'il voulait utiliser les capteurs solaires plans à simple vitrage de modèle ST3V du fabricant français Techniques Solaires Appliquées (TSA). Ces capteurs ont un coefficient Fr « tau alpha » de 0,70, un coefficient Fr UL de 5,00 W/(m²-°C) et une surface de 2,31 m² chacun. Pour des raisons d'esthétique, les collecteurs seront inclinés à 45 ° faisant face au sud.
Pour les besoins de l'analyse des réductions d'émissions de gaz à effet de serre, considérez que le nucléaire est le mode de production du réseau électrique de référence.
Données financières
Le coût de ces collecteurs vitrés est de 300 €/m².
Les données suivantes seront utilisées pour l'analyse financière : taux d'inflation de 5 %, taux d'indexation du coût en combustible de 3,5 %, taux d'actualisation de 9 % et une durée de vie du projet de 25 ans. Le prix du gaz naturel est de 0,168 €/m³ et celui de l'électricité de 0,119 €/kWh. Ce projet peut bénéficier d'une subvention du gouvernement représentant 32 % des coûts initiaux du projet.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse. Si le taux de rendement interne (TRI) du projet est inférieur à 10 %, évaluez à quel coût devrait être le gaz naturel pour que le TRI du projet atteigne cette valeur.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- Le coût de ce système de chauffage solaire de l'eau (CSE) est beaucoup plus élevé que normalement. Cette situation est attribuable au fait qu'il s'agit d'une installation dans un grand immeuble d'habitation déjà existant, ce qui demande un travail plus important à la conception et à l'installation, pour s'adapter aux contraintes particulières du bâtiment. De plus, il s'agit d'un projet de démonstration technique, pour démontrer l'efficacité d'un système CSE dans un immeuble d'habitation. Aussi, les coûts de ce projet et les résultats de son analyse financière, ne sont pas nécessairement représentatifs d'un projet commercial typique.
- Le volume de stockage par m² de capteur solaire a été fixé à 58 L/m² afin de s'approcher le plus possible d'un volume total de stockage d'approximativement 2 000 L.
- Vous pouvez utiliser la fonction « Valeur Cible » à partir de la barre d'outils RETScreen pour déterminer l'augmentation requise du prix du gaz naturel pour que le projet puisse atteindre un taux de rendement interne (TRI) de 10 %.
Résultats
En 1996, l'Office départemental de l'habitat, une agence locale d'habitation, a décidé d'installer un chauffe-eau solaire sur un bâtiment d'appartements résidentiel existant de 21 logements de Bourg-lès-Valence, la Résidence Moulin des Prés. Cette installation a bénéficié du programme SUNERGIE de l'Union européenne qui a pris en charge 32 % du coût total du projet.
Description du système
Le chauffe-eau solaire comprend 15 capteurs plans du modèle ST3V fabriqué par Techniques Solaires Appliquées (TSA). Leur surface totale est de 34,7 m². Les capteurs sont inclinés de 45° par rapport à l'horizontale et raccordés à un réservoir d'eau chaude de 2 000 L. Le chauffe-eau existant au gaz naturel continue à être utilisé, mais comme chauffe-eau auxiliaire.
Leçons à tirer
- Un système CSE peut être installé avec succès sur un immeuble d'habitation existant de plusieurs unités.
- Une telle installation demande plus d'effort et les coûts sont généralement plus élevés pour s'adapter aux contraintes du bâtiment existant, que lorsqu'un chauffe-eau solaire est intégré dès la conception d'un immeuble neuf.
- Compte tenu du coût peu élevé du gaz naturel (source d'énergie du chauffe-eau déjà existant), on ne peut conclure à la rentabilité financière d'un chauffe-eau solaire installé dans ces conditions, dans cette région.
- Ce sont des considérations liées à un projet de démonstration et d'évaluation des performances techniques et des bénéfices environnementaux d'un chauffe-eau solaire, qui ont permis de justifier un tel projet, plus que des considérations purement financières.
Le CSE est une technologie maintenant éprouvée et bien disponible, si bien que plusieurs fabricants proposent, dans la plupart des pays industrialisés, des produits de haute qualité pour le chauffage solaire de l'eau. Dans la plupart des climats, incluant une grande partie de l'Europe du Nord, un chauffe-eau solaire fournit généralement de 30 à 50 % des besoins annuels en énergie pour produire de l'eau chaude sanitaire. Les chauffe-eau solaires sont souvent rentables dans des applications où les volumes d'eau chaude sont importants et où les coûts de l'énergie conventionnelle qui est remplacée, sont élevés. En revanche, dans les régions où les sources conventionnelles d'énergie sont bon marché, par exemple le gaz naturel, ce sont des arguments liés à l'environnement ou des programmes incitatifs des gouvernements, qui pourront justifier l'installation de chauffe-eau solaires.
Dans les années 90, il s'est installé peu de chauffe-eau solaires en France, en comparaison avec certains autres pays européens. Cependant, en 2001, la surface de capteurs solaires installés a fait un bond pour atteindre 18 000 m². Le gouvernement français, dans son Plan soleil vise l'installation de 550 000 m² en capteurs solaires thermiques d'ici 2006. En Allemagne, où des mesures incitatives du gouvernement existent depuis longtemps, 900 000 m² de capteurs solaires ont été installés en 2001. Cette croissance sans précédent du marché du chauffage solaire de l'eau en Europe est due, pour une large part, aux préoccupations touchant les changements climatiques.
Photo
Immeuble d'habitation - Chauffe-eau solaire, Rhône-Alpes, France
Références
- Canadian Solar Industries Association, Newsletter mars/avril 2002.
- Madomercandy, Remeche, « Communications personnelles », IT Power India Ltd., 2002.
- Parthan, Binu K., « Communications personnelles », IT Power India Ltd., 2002.
- Tecsol S.A., http://www.tecsol.fr.
