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Production de chaleur - Chauffe-eau solaire - Hôtel/Motel / Inde
Mandat de l'étude de cas
Vous avez été engagé par un client de la province du Tamil Nadu, en Inde, pour évaluer la faisabilité d'installer un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) dans un hôtel en construction. Cet hôtel aura 60 chambres, 10 suites et une salle de conférence.
Données techniques
L'hôtel est en construction dans la ville de Chennai, dans la province du Tamil Nadu (latitude 13 °N, longitude 80 °E). La station météorologique la plus proche est celle de Madras/Minambakkam. Les besoins en eau chaude sanitaire de l'hôtel ont été estimés à 3 000 L par jour, à une température de 70 °C. Il a été estimé que ce bâtiment de 8 étages sera utilisé 24 heures par jour, 7 jours par semaine avec un taux d'occupation moyen de l'ordre de 90 %.
Basé sur l'expérience vécue dans des projets antérieurs, vous proposez l'utilisation d'un système de chauffe-eau solaire par thermosiphon, fabriqué localement, avec l'installation du réservoir solaire d'eau chaude en toiture. Les besoins d'énergie supplémentaire seront assurés par une résistance électrique installée directement dans le réservoir d'eau sur le toit. S'il n'y avait aucun système solaire installé, la fourniture d'eau chaude se ferait individuellement dans chaque chambre, au moyen d'un réservoir d'eau chaude électrique conventionnel.
Les capteurs solaires sont du type capteur plan à simple vitrage, fabriqués par Tata BP Solar en Inde. Il s'agit du modèle TBPT 24M1 d'une surface de 2,31 m², ayant un coefficient Fr « tau alpha » de 0,69 et un coefficient Fr UL de 4,20 (W/m²)/°C. Un tuyau de 38 mm de diamètre a été spécifié pour les infrastructures du système connexes.
Pour les besoins de l'analyse des réductions d'émissions de gaz à effet de serre, le mélange des différentes sources d'énergie conventionnelles que ce projet de CSE déplacera est approximativement de : 50 % de charbon et 50 % de grande hydroélectricité.
Données financières
Le coût des collecteurs solaires vitrés est équivalent à 5 400 INR/m²
Le taux d'inflation pendant la durée de vie du projet, estimée à 20 ans, est prévu de 2,5 % . Le taux d'actualisation est égal à 12 %. Le projet bénéficiera d'un prêt spécial de 5 ans, pouvant couvrir jusqu'à 85 % des coûts du système, à un taux d'intérêt de 5 %. Le tarif de l'électricité est de 4,10 INR/kWh et celui-ci devrait augmenter de 3 % par année. Des règles fiscales pour encourager l'utilisation des énergies renouvelables permettent d'amortir la totalité des coûts du projet dès la première année. Le taux d'imposition sur les bénéfices des sociétés, auquel est soumis l'hôtel, est de 35 %.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
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
Projet réel
Résultats
La construction du Golden Tower Hotel de Chennai, dans la province du Tamil Nadu en Inde, s'est achevée au début de 2002. Cet hôtel situé au centre-ville, proche du terminus ferroviaire et de la gare d'autobus, devrait avoir un fort taux d'occupation. Il comprend 70 chambres et a des besoins d'eau chaude continuels, 24 heures par jour, tous les jours de la semaine. Un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) a été installé dans cet hôtel, ce qui a permis de réduire considérablement sa consommation d'électricité.
L'ensoleillement est particulièrement abondant à Chennai. L'ensoleillement moyen quotidien sur une surface inclinée à 25° de l'horizontale y est de 5 kWh/m², soit 1 800 kWh/m² par an.
Ce système fut un grand succès que ce soit au niveau de la fiabilité ou pour des considérations environnementales, techniques ou esthétiques.
Description du système
Le chauffe-eau solaire de type thermosiphon comprend 14 capteurs plans à simple vitrage, totalisant une surface de 32,3 m². Les capteurs sont le modèle TBPT 24M1 fabriqué par Tata BP Solar India. Ils sont installés sur un toit plat et raccordés à un réservoir solaire d'une capacité de 3 000 L. Les besoins additionnels de chauffage de l'eau sont assurés par des résistances électriques. Comme l'approvisionnement en eau de l'aqueduc est intermittent, un réservoir d'eau froide est installé au-dessus du réservoir d'eau chaude.
Leçons à tirer
Aperçu général
Plusieurs facteurs expliquent le succès de l'utilisation du chauffage solaire de l'eau en Inde, en particulier dans le secteur commercial, pour la production de chaleur à basse température. En Inde, la production d'eau chaude sanitaire est un important poste de consommation d'énergie dans les hôtels, dans les restaurants et dans l'industrie agroalimentaire. Le marché des chauffe-eau solaires profite de la hausse continuelle des prix de l'électricité, qui s'ajoute à des problèmes de fiabilité du réseau électrique qui connaît des variations de tension et des coupures fréquentes. La plupart des régions de l'Inde sont très ensoleillées et ce qui rend les système CSE d'autant plus intéressants au plan financier. Le Ministère indien des énergies nouvelles (Ministry of Non-Conventional Energy Sources - MNES), offre des prêts à conditions de faveur qui permettent de rendre les systèmes solaires plus attrayants au plan financier, dans des applications résidentielles ou institutionnelles. Ces prêts sont accordés par l'intermédiaire d'organisations du secteur public telles que l'Organisation indienne de développement des énergies renouvelables (Indian Renewable Energy Development Agency - IREDA). L'ensemble de ces facteurs a mené à l'installation de plus d'un demi-million de m² de capteurs solaires dans le pays.
Photo
Chauffe-eau solaire - Hôtel, Tamil Nadu, Inde
Références
Mandat de l'étude de cas
Vous avez été engagé par un client de la province du Tamil Nadu, en Inde, pour évaluer la faisabilité d'installer un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) dans un hôtel en construction. Cet hôtel aura 60 chambres, 10 suites et une salle de conférence.
Données techniques
L'hôtel est en construction dans la ville de Chennai, dans la province du Tamil Nadu (latitude 13 °N, longitude 80 °E). La station météorologique la plus proche est celle de Madras/Minambakkam. Les besoins en eau chaude sanitaire de l'hôtel ont été estimés à 3 000 L par jour, à une température de 70 °C. Il a été estimé que ce bâtiment de 8 étages sera utilisé 24 heures par jour, 7 jours par semaine avec un taux d'occupation moyen de l'ordre de 90 %.
Basé sur l'expérience vécue dans des projets antérieurs, vous proposez l'utilisation d'un système de chauffe-eau solaire par thermosiphon, fabriqué localement, avec l'installation du réservoir solaire d'eau chaude en toiture. Les besoins d'énergie supplémentaire seront assurés par une résistance électrique installée directement dans le réservoir d'eau sur le toit. S'il n'y avait aucun système solaire installé, la fourniture d'eau chaude se ferait individuellement dans chaque chambre, au moyen d'un réservoir d'eau chaude électrique conventionnel.
Les capteurs solaires sont du type capteur plan à simple vitrage, fabriqués par Tata BP Solar en Inde. Il s'agit du modèle TBPT 24M1 d'une surface de 2,31 m², ayant un coefficient Fr « tau alpha » de 0,69 et un coefficient Fr UL de 4,20 (W/m²)/°C. Un tuyau de 38 mm de diamètre a été spécifié pour les infrastructures du système connexes.
Pour les besoins de l'analyse des réductions d'émissions de gaz à effet de serre, le mélange des différentes sources d'énergie conventionnelles que ce projet de CSE déplacera est approximativement de : 50 % de charbon et 50 % de grande hydroélectricité.
Données financières
Le coût des collecteurs solaires vitrés est équivalent à 5 400 INR/m²
Le taux d'inflation pendant la durée de vie du projet, estimée à 20 ans, est prévu de 2,5 % . Le taux d'actualisation est égal à 12 %. Le projet bénéficiera d'un prêt spécial de 5 ans, pouvant couvrir jusqu'à 85 % des coûts du système, à un taux d'intérêt de 5 %. Le tarif de l'électricité est de 4,10 INR/kWh et celui-ci devrait augmenter de 3 % par année. Des règles fiscales pour encourager l'utilisation des énergies renouvelables permettent d'amortir la totalité des coûts du projet dès la première année. Le taux d'imposition sur les bénéfices des sociétés, auquel est soumis l'hôtel, est de 35 %.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
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
- Cette analyse ne concerne que l'eau chaude sanitaire nécessaire aux chambres. Les autres besoins de l'hôtel en eau chaude (pour la buanderie, les restaurants, l'entretien de l'hôtel, etc.) n'ont pas été pris en compte afin de simplifier l'étude de cas.
- Le volume de stockage par m² de capteur solaire a été fixé à 93 L/m² afin de s'approcher le plus possible d'un volume total de stockage d'approximativement 3 000 L.
- L'hôtel bénéficie d'une réduction de 8 % du taux d'intérêt, ce qui explique l'utilisation d'un taux de 5 % dans cette analyse.
- L'allocation du coût en capital a été établie de manière à ce que le montant du projet à amortir d'un point de vue fiscal soit égal aux coûts d'investissement du projet moins le coût de l'étude de faisabilité.
- Il est estimé que les frais annuels d'exploitation et d'entretien du système central de chauffage solaire de l'eau sont moins élevés que ceux de 70 petits chauffe-eau électriques répartis dans autant de chambres.
- Il est estimé pour ce cas de référence, qu'il sera nécessaire de remplacer les petits chauffe-eau individuels à une fréquence de 8 unités tous les 10 ans au prix de 2 500 INR l'unité. Cela constitue un crédit de coût périodique de 20 000 INR à la dixième année, en faveur du système solaire.
Projet réel
Résultats
La construction du Golden Tower Hotel de Chennai, dans la province du Tamil Nadu en Inde, s'est achevée au début de 2002. Cet hôtel situé au centre-ville, proche du terminus ferroviaire et de la gare d'autobus, devrait avoir un fort taux d'occupation. Il comprend 70 chambres et a des besoins d'eau chaude continuels, 24 heures par jour, tous les jours de la semaine. Un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) a été installé dans cet hôtel, ce qui a permis de réduire considérablement sa consommation d'électricité.
L'ensoleillement est particulièrement abondant à Chennai. L'ensoleillement moyen quotidien sur une surface inclinée à 25° de l'horizontale y est de 5 kWh/m², soit 1 800 kWh/m² par an.
Ce système fut un grand succès que ce soit au niveau de la fiabilité ou pour des considérations environnementales, techniques ou esthétiques.
Description du système
Le chauffe-eau solaire de type thermosiphon comprend 14 capteurs plans à simple vitrage, totalisant une surface de 32,3 m². Les capteurs sont le modèle TBPT 24M1 fabriqué par Tata BP Solar India. Ils sont installés sur un toit plat et raccordés à un réservoir solaire d'une capacité de 3 000 L. Les besoins additionnels de chauffage de l'eau sont assurés par des résistances électriques. Comme l'approvisionnement en eau de l'aqueduc est intermittent, un réservoir d'eau froide est installé au-dessus du réservoir d'eau chaude.
Leçons à tirer
- Un système de chauffage solaire de l'eau peut être très rentable, en comparaison du chauffage électrique, lorsque le coût de l'électricité est élevé.
- Dans des régions où il y a de fréquentes coupures d'électricité, un chauffe-eau solaire peut augmenter la fiabilité d'approvisionnement en eau chaude. Il s'agit d'un aspect essentiel dans certains bâtiments comme les hôtels où l'eau chaude est un critère de confort essentiel au standing de l'établissement.
- Dans une conception à thermosiphon, l'installation de la tuyauterie demande une grande attention pour éviter l'effet thermosiphon inverse, des trappes d'air, un débit de circulation trop faible ou encore des problèmes de corrosion.
- Lorsqu'un chauffe-eau solaire est utilisé pour remplacer ou augmenter la capacité d'un chauffe-eau électrique, il peut servir d'outil de gestion de la demande d'électricité et d'effacement des pointes de puissance du réseau des fournisseurs d'électricité.
Aperçu général
Plusieurs facteurs expliquent le succès de l'utilisation du chauffage solaire de l'eau en Inde, en particulier dans le secteur commercial, pour la production de chaleur à basse température. En Inde, la production d'eau chaude sanitaire est un important poste de consommation d'énergie dans les hôtels, dans les restaurants et dans l'industrie agroalimentaire. Le marché des chauffe-eau solaires profite de la hausse continuelle des prix de l'électricité, qui s'ajoute à des problèmes de fiabilité du réseau électrique qui connaît des variations de tension et des coupures fréquentes. La plupart des régions de l'Inde sont très ensoleillées et ce qui rend les système CSE d'autant plus intéressants au plan financier. Le Ministère indien des énergies nouvelles (Ministry of Non-Conventional Energy Sources - MNES), offre des prêts à conditions de faveur qui permettent de rendre les systèmes solaires plus attrayants au plan financier, dans des applications résidentielles ou institutionnelles. Ces prêts sont accordés par l'intermédiaire d'organisations du secteur public telles que l'Organisation indienne de développement des énergies renouvelables (Indian Renewable Energy Development Agency - IREDA). L'ensemble de ces facteurs a mené à l'installation de plus d'un demi-million de m² de capteurs solaires dans le pays.
Photo
Chauffe-eau solaire - Hôtel, Tamil Nadu, Inde
Références
- Madomercandy, Remeche, « Communications personnelles », IT Power India Ltd., 2002.
- Parthan, Binu K., « Communications personnelles », IT Power India Ltd., 2002.
- SOLAR TECH, Chennai, India.
