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Production de chaleur - Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur / Canada (Calgary Int'l Airport)
Mandat de l'étude de cas
La piscine municipale d'Okotoks, en Alberta, est chauffée au gaz naturel. Il s'agit d'une piscine intérieure ouverte toute l'année. En tant que membre du conseil municipal, vous désirez savoir si un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) pourrait être une option durable pour chauffer cette piscine tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre (GES) de la municipalité et les coûts annuels.
Données techniques
Okotoks est une ville de 12 000 habitants, située à 32 km au sud de Calgary, la station météorologique la plus proche. La piscine comprend deux bassins : un bassin d'entraînement de 4 couloirs (8 m de large par 25 m de long) et un bassin familial peu profond. Ce bassin familial prolonge le bassin d'entraînement d'une longueur de 10 m. La piscine est chauffée à 29 °C et elle est utilisée toute l'année. Aucune toile n'est utilisée pour la recouvrir.
Comme la piscine est ouverte toute l'année, un fournisseur local de système de CSE vous a recommandé des capteurs solaires à simple vitrage avec une boucle solaire comprenant un échangeur de chaleur et un fluide antigel (par ex. un mélange eau glycol). La distance horizontale entre le local technique et la zone où seront installés les capteurs solaires est de 15 m dans ce bâtiment à un seul étage.
En Alberta, l'électricité est produite à 90 % par le charbon, à 4 % par grande hydroélectricité et à 6 % par le gaz naturel.
Données financières
Selon une première estimation, vous avez obtenu un coût de 250 $/m² pour les capteurs solaires à simple vitrage du modèle G32 de Thermo Dynamics Ltd. La main d'œuvre pour installer les capteurs serait d'environ 60 $/m². On sait aussi que la municipalité est éligible à une subvention de 25 % des coûts du système de CSE (jusqu'à un maximum de 80 000 $) de la part du gouvernement fédéral, dans le cadre d'un programme d'encouragement.
La ville aura besoin d'emprunter 80 % du montant nécessaire au financement de ce projet et le remboursement se fera sur 20 ans. Une banque d'Okotoks propose un taux d'intérêt sur la dette de 9 %. Vous pouvez supposer que le taux d'actualisation sera de 9 %, avec un taux d'inflation de 2 %, et un taux d'indexation du coût en combustible de 3 % par an pendant la durée de vie du projet de 25 ans. La municipalité paie l'électricité 7 ¢/kWh et le gaz naturel 30 ¢/m³.
Préparer une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirer 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
Okotoks est une ville de 12 000 habitants située à 32 km au sud de Calgary. Afin de rester fidèle à l'esprit du programme "Sustainable Okotoks" qu'elle avait initié, la municipalité a décidé d'installer un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) pour la piscine municipale intérieure. Cette piscine se compose d'un bassin olympique à quatre couloirs de 25 m de long et d'un bassin pour enfants de faible profondeur. L'installation du système de CSE a été réalisée en octobre 2002.
Description du système
On avait d'abord envisagé d'installer des capteurs solaires à tubes sous vide, mais on a réalisé que le projet ne réclamait pas les performances élevées des tubes sous vide et qu'un capteur plus conventionnel et moins cher de type capteur plan à simple vitrage donnerait un rendement financier plus intéressant. Le modèle G32 de capteur solaire de Thermo Dynamics Ltd. a été retenu et 100 capteurs, totalisant une surface de 300 m², ont été installés sur le toit de la piscine municipale. Afin d'en permettre le fonctionnement toute l'année, la boucle solaire utilise un mélange antigel dans une boucle fermée entre les capteurs solaires et un échangeur de chaleur qui transfère l'énergie solaire à l'eau de la piscine.
Leçons à tirer
Aperçu général
Le chauffage solaire de l'eau est une technologie reconnue depuis longtemps pour le chauffage des piscines extérieures, car elle utilise des capteurs non vitrés relativement bon marché. La demande d'énergie d'une piscine intérieure en climat froid, fonctionnant toute l'année, nécessite des capteurs plus performants avec un simple vitrage et une boucle solaire protégée contre le gel.
Avec l'augmentation des coûts des combustibles et la sensibilisation croissante aux émissions de gaz à effet de serre, il y a davantage de municipalités qui envisagent l'énergie solaire pour le chauffage des piscines. Grâce à la notoriété croissante des capteurs non vitrés pour les piscines estivales, on songe désormais à utiliser de plus en plus le chauffage solaire pour chauffer des piscines toutes saisons.
Photos
Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur, Alberta, Canada - Photo 1
Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur, Alberta, Canada - Photo 2
Références
Mandat de l'étude de cas
La piscine municipale d'Okotoks, en Alberta, est chauffée au gaz naturel. Il s'agit d'une piscine intérieure ouverte toute l'année. En tant que membre du conseil municipal, vous désirez savoir si un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) pourrait être une option durable pour chauffer cette piscine tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre (GES) de la municipalité et les coûts annuels.
Données techniques
Okotoks est une ville de 12 000 habitants, située à 32 km au sud de Calgary, la station météorologique la plus proche. La piscine comprend deux bassins : un bassin d'entraînement de 4 couloirs (8 m de large par 25 m de long) et un bassin familial peu profond. Ce bassin familial prolonge le bassin d'entraînement d'une longueur de 10 m. La piscine est chauffée à 29 °C et elle est utilisée toute l'année. Aucune toile n'est utilisée pour la recouvrir.
Comme la piscine est ouverte toute l'année, un fournisseur local de système de CSE vous a recommandé des capteurs solaires à simple vitrage avec une boucle solaire comprenant un échangeur de chaleur et un fluide antigel (par ex. un mélange eau glycol). La distance horizontale entre le local technique et la zone où seront installés les capteurs solaires est de 15 m dans ce bâtiment à un seul étage.
En Alberta, l'électricité est produite à 90 % par le charbon, à 4 % par grande hydroélectricité et à 6 % par le gaz naturel.
Données financières
Selon une première estimation, vous avez obtenu un coût de 250 $/m² pour les capteurs solaires à simple vitrage du modèle G32 de Thermo Dynamics Ltd. La main d'œuvre pour installer les capteurs serait d'environ 60 $/m². On sait aussi que la municipalité est éligible à une subvention de 25 % des coûts du système de CSE (jusqu'à un maximum de 80 000 $) de la part du gouvernement fédéral, dans le cadre d'un programme d'encouragement.
La ville aura besoin d'emprunter 80 % du montant nécessaire au financement de ce projet et le remboursement se fera sur 20 ans. Une banque d'Okotoks propose un taux d'intérêt sur la dette de 9 %. Vous pouvez supposer que le taux d'actualisation sera de 9 %, avec un taux d'inflation de 2 %, et un taux d'indexation du coût en combustible de 3 % par an pendant la durée de vie du projet de 25 ans. La municipalité paie l'électricité 7 ¢/kWh et le gaz naturel 30 ¢/m³.
Préparer une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirer 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
- On notera que ce système de chauffage solaire de l'eau (CSE) a besoin d'électricité supplémentaire pour faire fonctionner les pompes de la boucle solaire, ce qui aura un impact sur le rendement du projet en terme de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES).
- On n'a pas prévu d'inclure une toile de piscine dans cette analyse, car cet accessoire est peu utilisé dans les grandes piscines intérieures. Cependant, ces toiles présentent un grand intérêt pour économiser l'énergie. Si l'utilisation d'une toile de piscine avait été proposée dans l'analyse RETScreen, cela n'aurait pas changé la quantité d'énergie solaire produite par les capteurs solaires sur une base annuelle ni influencé le rendement financier du système de CSE proposé. Cependant, l'utilisation d'une toile de piscine réduirait considérablement la consommation de gaz naturel utilisé comme système d'appoint. RETScreen traduit ces économies d'énergie par une valeur plus faible de la « demande d'énergie des mois considérés » (ceci donnerait une fraction solaire plus élevée, c'est-à-dire que les capteurs solaires produiraient une part plus importante des besoins totaux d'énergie).
- On notera que le retour simple sur investissement de ce projet est supérieur à 8 ans, mais que la courbe du flux monétaire cumulatif donne un aperçu encore plus favorable du rendement financier. Le flux monétaire du projet est positif dès le début du projet, car une part importante de l'investissement initial (80 %) est financée par un emprunt et parce que la subvention accordée par un programme d'encouragement du gouvernement fédéral est plus importante que les dépenses de la première année. Sans le financement de la dette, le projet prendrait au moins 7 ans pour atteindre un flux monétaire positif. Ceci démontre l'importance des financements gouvernementaux pour les projets en énergies renouvelables.
Projet réel
Résultats
Okotoks est une ville de 12 000 habitants située à 32 km au sud de Calgary. Afin de rester fidèle à l'esprit du programme "Sustainable Okotoks" qu'elle avait initié, la municipalité a décidé d'installer un système de chauffage solaire de l'eau (CSE) pour la piscine municipale intérieure. Cette piscine se compose d'un bassin olympique à quatre couloirs de 25 m de long et d'un bassin pour enfants de faible profondeur. L'installation du système de CSE a été réalisée en octobre 2002.
Description du système
On avait d'abord envisagé d'installer des capteurs solaires à tubes sous vide, mais on a réalisé que le projet ne réclamait pas les performances élevées des tubes sous vide et qu'un capteur plus conventionnel et moins cher de type capteur plan à simple vitrage donnerait un rendement financier plus intéressant. Le modèle G32 de capteur solaire de Thermo Dynamics Ltd. a été retenu et 100 capteurs, totalisant une surface de 300 m², ont été installés sur le toit de la piscine municipale. Afin d'en permettre le fonctionnement toute l'année, la boucle solaire utilise un mélange antigel dans une boucle fermée entre les capteurs solaires et un échangeur de chaleur qui transfère l'énergie solaire à l'eau de la piscine.
Leçons à tirer
- On doit évaluer avec soin le ratio coût/performance de plusieurs types de capteurs solaires avant de prendre une décision. Les capteurs vitrés ne sont pas nécessairement aussi performants que des capteurs à tube sous vide mais, dans le cas du chauffage d'une piscine qui n'a pas besoin de températures élevées, ils constituent une option financièrement plus intéressante.
- Même si les coûts initiaux d'un système de CSE toutes saisons peuvent être beaucoup plus élevés que ceux d'un système fonctionnant uniquement l'été, la forte demande d'énergie d'une piscine intérieure calculée sur une base annuelle peut rendre le chauffage solaire de l'eau financièrement attrayant.
Aperçu général
Le chauffage solaire de l'eau est une technologie reconnue depuis longtemps pour le chauffage des piscines extérieures, car elle utilise des capteurs non vitrés relativement bon marché. La demande d'énergie d'une piscine intérieure en climat froid, fonctionnant toute l'année, nécessite des capteurs plus performants avec un simple vitrage et une boucle solaire protégée contre le gel.
Avec l'augmentation des coûts des combustibles et la sensibilisation croissante aux émissions de gaz à effet de serre, il y a davantage de municipalités qui envisagent l'énergie solaire pour le chauffage des piscines. Grâce à la notoriété croissante des capteurs non vitrés pour les piscines estivales, on songe désormais à utiliser de plus en plus le chauffage solaire pour chauffer des piscines toutes saisons.
Photos
Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur, Alberta, Canada - Photo 1
Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur, Alberta, Canada - Photo 2
Références
- Energy Content Label, http://www.greenenergy.com/Disclosure.html, consulté le 1er octobre 2002.
- Howell-Mahew Ltd., Okotoks Solar Heating Inspection Report, 2002.
- Quail, Richard, « Communications personnelles », Ville d'Okotoks, 2002.
- Salkeld, Matthew, « Communications personnelles », Energy Wise Ltd., 2002.
- Shewfelt, Mark, « Communications personnelles », Enermodal Engineering Ltd., 2002.
