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Production de chaleur - Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur / Canada (Quebec)
Mandat de l'étude de cas
La direction des services techniques d'une municipalité de la province de Québec, au Canada, vous mandate afin de réaliser une étude de préfaisabilité pour leur compte. Elle voudrait des recommandations quant à l'installation d'un système de chauffage solaire pour piscine. Un fournisseur de chauffe-eau solaire leur a proposé l'utilisation de capteurs non vitrés, pour un système fonctionnant uniquement en été.
Données techniques
De dimensions de 15 m x 25 m, cette piscine intérieure se trouve près de la ville de Québec et est actuellement chauffée à l'électricité. Vous ne disposez d'aucune information sur les températures maintenues par les opérateurs de la piscine. Il est suggéré d'utiliser les conditions standard; soit une eau maintenue à 27 °C, l'air intérieur conditionné à 27 °C et 60 % d'humidité relative. Le système de filtration existant a des pompes suffisamment puissantes pour alimenter la boucle solaire. Le toit du bâtiment est horizontal et offre une superficie de plus de 2 000 m² propice à l'installation de capteurs solaires. Un seul étage sépare la chambre technique de la toiture et le bord du toit se trouve à une distance horizontale de 5 m de la chambre technique. Comme il s'agit d'une piscine publique municipale, l'apport d'eau fraîche est assez important (10 % du volume de la piscine par semaine) pour compenser les pertes et l'eau nécessaire au nettoyage des filtres par flux inverse. Le système solaire proposé sera opérationnel de la mi-mai à la mi-septembre, période durant laquelle il n'y a aucun risque de gel.
Données financières
La municipalité ne peut pas emprunter d'argent et ne paie ni taxes ni impôt. Pour des projets de ce genre, le département d'ingénierie suggère d'utiliser un taux d'actualisation de 9 %. Aucun coût de développement du projet d'installation du système de chauffage solaire de l'eau n'est nécessaire.
Le prix de détail de l'électricité payé par la municipalité est de 0,035 $/kWh. L'augmentation des coûts de l'énergie est estimée à 3,5 % par an, soit 1 % au-dessus du taux d'inflation moyen.
La durée de vie du système de chauffage solaire de l'eau est estimée à 25 ans. L'exploitation du système et son entretien se limitent à deux demi-journées par an, pour une inspection générale en mai et le drainage avant l'hiver en septembre. Un tel système est admissible à une subvention de 25 % du gouvernement fédéral.
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
Un système solaire a été installé en 1999 pour chauffer la piscine municipale intérieure J.A. Lachance de la Ville de Québec, Québec, Canada. Ce système, considéré comme un projet de démonstration, a été subventionné à 50 % par le Ministère des ressources naturelles du Québec. Des capteurs plans non vitrés ont été installés directement sur la toiture horizontale du bâtiment. Il s'agit d'un système saisonnier qui fonctionne de la mi-mai à la mi-septembre.
Description du système
À cause de contraintes budgétaires, la surface du capteur a été limitée à 193 m². C'est l'eau de la piscine qui circule directement dans les capteurs, grâce aux pompes existantes du système de filtration.
Dans ce cas particulier, une étude de faisabilité a démontré que l'option d'un système saisonnier de capteurs non-vitrés était préférable, d'un point de vue financier, à celle du système de capteurs vitrés utilisé toute l'année. Pour cette application, la municipalité a reçu deux propositions :
Le coût final du projet a atteint environ 40 000 $, cette somme n'incluant pas les frais de monitorage liés au volet de démonstration du projet. Ces coûts se répartissent comme suit :
Mandat de l'étude de cas
La direction des services techniques d'une municipalité de la province de Québec, au Canada, vous mandate afin de réaliser une étude de préfaisabilité pour leur compte. Elle voudrait des recommandations quant à l'installation d'un système de chauffage solaire pour piscine. Un fournisseur de chauffe-eau solaire leur a proposé l'utilisation de capteurs non vitrés, pour un système fonctionnant uniquement en été.
Données techniques
De dimensions de 15 m x 25 m, cette piscine intérieure se trouve près de la ville de Québec et est actuellement chauffée à l'électricité. Vous ne disposez d'aucune information sur les températures maintenues par les opérateurs de la piscine. Il est suggéré d'utiliser les conditions standard; soit une eau maintenue à 27 °C, l'air intérieur conditionné à 27 °C et 60 % d'humidité relative. Le système de filtration existant a des pompes suffisamment puissantes pour alimenter la boucle solaire. Le toit du bâtiment est horizontal et offre une superficie de plus de 2 000 m² propice à l'installation de capteurs solaires. Un seul étage sépare la chambre technique de la toiture et le bord du toit se trouve à une distance horizontale de 5 m de la chambre technique. Comme il s'agit d'une piscine publique municipale, l'apport d'eau fraîche est assez important (10 % du volume de la piscine par semaine) pour compenser les pertes et l'eau nécessaire au nettoyage des filtres par flux inverse. Le système solaire proposé sera opérationnel de la mi-mai à la mi-septembre, période durant laquelle il n'y a aucun risque de gel.
Données financières
La municipalité ne peut pas emprunter d'argent et ne paie ni taxes ni impôt. Pour des projets de ce genre, le département d'ingénierie suggère d'utiliser un taux d'actualisation de 9 %. Aucun coût de développement du projet d'installation du système de chauffage solaire de l'eau n'est nécessaire.
Le prix de détail de l'électricité payé par la municipalité est de 0,035 $/kWh. L'augmentation des coûts de l'énergie est estimée à 3,5 % par an, soit 1 % au-dessus du taux d'inflation moyen.
La durée de vie du système de chauffage solaire de l'eau est estimée à 25 ans. L'exploitation du système et son entretien se limitent à deux demi-journées par an, pour une inspection générale en mai et le drainage avant l'hiver en septembre. Un tel système est admissible à une subvention de 25 % du gouvernement fédéral.
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
- Dans cette simulation, les coûts de matériel et d'installation d'une telle tuyauterie ont été calculés en triple parce qu'il faudrait utiliser 3 boucles solaires en parallèle de 51 mm de diamètre. Une solution alternative aurait été d'utiliser une simple boucle de 100 ou 150 mm de diamètre.
Projet réel
Résultats
Un système solaire a été installé en 1999 pour chauffer la piscine municipale intérieure J.A. Lachance de la Ville de Québec, Québec, Canada. Ce système, considéré comme un projet de démonstration, a été subventionné à 50 % par le Ministère des ressources naturelles du Québec. Des capteurs plans non vitrés ont été installés directement sur la toiture horizontale du bâtiment. Il s'agit d'un système saisonnier qui fonctionne de la mi-mai à la mi-septembre.
Description du système
À cause de contraintes budgétaires, la surface du capteur a été limitée à 193 m². C'est l'eau de la piscine qui circule directement dans les capteurs, grâce aux pompes existantes du système de filtration.
Dans ce cas particulier, une étude de faisabilité a démontré que l'option d'un système saisonnier de capteurs non-vitrés était préférable, d'un point de vue financier, à celle du système de capteurs vitrés utilisé toute l'année. Pour cette application, la municipalité a reçu deux propositions :
- l'une de 20 000 $ pour un système saisonnier avec 260 m² de capteurs non-vitrés; et
- l'autre de 56 000 $ pour un système de 160 m² de capteurs plans vitrés, pouvant être utilisé toute l'année.
Le coût final du projet a atteint environ 40 000 $, cette somme n'incluant pas les frais de monitorage liés au volet de démonstration du projet. Ces coûts se répartissent comme suit :
Les coûts d'installation de ce système sont beaucoup plus élevés que ceux initialement prévus et ce pour les raisons suivantes :
Leçons à tirer
Aperçu général
Il est possible, même en climat froid, d'utiliser l'énergie solaire pour chauffer une piscine intérieure. Cependant, de tels systèmes ont du mal à se justifier au plan financier, si on les compare à l'utilisation de gaz naturel ou d'hydroélectricité, lorsque disponibles à bas coût. L'installation d'un système solaire sera plus avantageuse pour des piscines utilisant des sources d'énergie moins économiques ou plus polluantes, par exemple du mazout.
Photo
Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur - Capteur solaire - Sans vitrage, Québec, Canada
Références
- La municipalité n'a pas autorisé l'installation de tuyauterie le long du mur extérieur de la bâtisse. Pour relier les capteurs solaires au système de filtration il a fallu non seulement percer des dalles de béton mais aussi prévoir une ouverture dans la toiture, le tout occasionnant des frais supplémentaires de plus de 2 500 $.
- Les procédures d'appel d'offres de la municipalité nécessitaient l'utilisation d'entrepreneurs et de fournisseurs établis sur le territoire de la municipalité. Pour ceux-ci, l'installation et la mise en route d'un système solaire était quelque chose de nouveau. Par exemple, pour balancer les débits entre les différentes boucles solaires, il a fallu embaucher, à sous-contrat, une firme externe, alors qu'il devrait s'agir normalement d'une opération d'entretien de routine.
- À la différence des systèmes solaires résidentiels, une telle installation sur un bâtiment institutionnel a rendu nécessaire l'utilisation de tuyaux de qualité industrielle et le recours exclusif à des mécaniciens certifiés en tuyauterie.
Leçons à tirer
- L'implantation d'un système solaire dans le secteur public peut conduire à des coûts plus élevés que prévu, pour des raisons autres que techniques.
- Une proportion élevée des besoins de chauffage de l'eau d'une piscine intérieure peut être couverte par l'utilisation de capteurs solaires.
Aperçu général
Il est possible, même en climat froid, d'utiliser l'énergie solaire pour chauffer une piscine intérieure. Cependant, de tels systèmes ont du mal à se justifier au plan financier, si on les compare à l'utilisation de gaz naturel ou d'hydroélectricité, lorsque disponibles à bas coût. L'installation d'un système solaire sera plus avantageuse pour des piscines utilisant des sources d'énergie moins économiques ou plus polluantes, par exemple du mazout.
Photo
Chauffe-eau solaire - Piscine - Intérieur - Capteur solaire - Sans vitrage, Québec, Canada
Références
- Hosatte, Pierre, « Communications personnelles », TN conseil, 2000.
