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1. 2 Introduction Énergies renouvelables appliquées à la maison individuelle Énergie Photovoltaïque Énergie Éolienne Géothermie Est-ce rentable ?

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2 2 Introduction Énergies renouvelables appliquées à la maison individuelle Énergie Photovoltaïque Énergie Éolienne Géothermie Est-ce rentable ?

3 3 Etude de cas Maison individuelle 110 m² 4 personnes Consommation électrique hors chauffage : 3900 kWh/an Consommation électrique pour le chauffage : 10000kWh/an Subvention de létat : 50% de linvestissement matériel À hauteur de 17800

4 4 Énergie Photovoltaïque

5 5 Sommaire Introduction Énergie photovoltaïque –Énergie solaire –Leffet photovoltaïque –Influence de lensoleillement –Association des cellules –Système raccordé au réseaux –Étude de cas Énergie éolienne –Présentation –Aérodynamique –Électronique –Grand éolien –Petit éolien –Étude de cas Géothermie –Principe –Constat –Puit canadien –Pompe à chaleur –Bilan financier Conclusion

6 6 Énergie photovoltaïque Lénergie solaire L'énergie solaire = rayonnement des photons Lénergie solaire photovoltaïque : rayonnement lumineux électricité

7 7 Énergie photovoltaïque Leffet Photovoltaïque Une couche anti-reflet accroît la quantité de lumière absorbée. Une cellule photovoltaïque est assimilable à une diode photosensible. Deux couches minces différemment dopées.

8 8 Énergie photovoltaïque Association des cellules Exemple: Un module de tension nominale de 12 Volts est composé par la mise en parallèle de 2 fois 18 cellules en série. Mise en parallèle : I : courant total du groupement I = I1 + I2 + …. + In Mise en série : U : tension totale du groupement U = U1 + U2 + …. + Un

9 9 Énergie photovoltaïque Influence de léclairement Le photocourant est proportionnel à l'éclairement ou aux flux lumineux. Ainsi la puissance optimale est proportionnel à l'éclairement.

10 10 Énergie photovoltaïque Variations de léclairement La météo La saison La latitude

11 11 Énergie photovoltaïque Orientation des panneaux Pour augmenter l'éclairage des cellules, il est conseillé de les orienter pour que les rayons solaires les frappent perpendiculairement. Effet de linclinaison du panneaux, de mois en mois, à 45°N de latitude

12 12 Systèmes photovoltaïques

13 13 Systèmes autonomes Avantage : - Indépendant du réseau. Inconvénients : - Batteries - Perte d'énergie - Autonomie limitée.

14 14 Systèmes autonomes hybrides Avantages : - Indépendant du réseau. - 2ème source de secours Inconvénients : - Batteries - Perte d'énergie

15 15 Systèmes raccordés au réseau Avantages : - Simple et fiable - Pas de perte - Prix - Maintenance quasi nulle - Vente de la production Inconvénient : - Aucune autonomie si le réseau est coupé Onduleur

16 16 Les composants dun système raccordé au réseau : Les panneaux photovoltaïques

17 17 Les composants dun système raccordé au réseau : Londuleur

18 18 Les composants dun système raccordé au réseau : 2 compteurs EDF

19 19 Étude de cas Prix du système : HT Prix de revente : /KWh Rentabilité : 17 ans. Gains sur 1 an :

20 20 Énergie Éolienne

21 21 Sommaire Introduction Énergie photovoltaïque –Énergie solaire –Leffet photovoltaïque –Influence de lensoleillement –Association des cellules –Système raccordé au réseaux –Étude de cas Énergie éolienne –Présentation –Aérodynamique –Électronique –Grand éolien –Petit éolien –Étude de cas Géothermie –Principe –Constat –Puit canadien –Pompe à chaleur –Bilan financier Conclusion

22 22 Présentation 3 éléments principaux: 1) Le mat 2) La nacelle - La génératrice - La régulation 3) Le rotor

23 23 Principes Aérodynamiques Portance Surpression =1/3 Portance Dépression =2/3 Total =1 Portance Surpression =1/3 Portance Dépression =0/3 Total =1/3 Décrochage : Perte de puissance Portance : La "force" de léolienne

24 24 Puissance dune éolienne La taille (diamètre) Pv=(1/2)Sb*V³*p La vitesse du vent

25 25 Systèmes de Régulation Pourquoi réguler ? Éolienne reliée au réseau Vitesse maxi du rotor Systèmes de régulation - Pas variable

26 26 Systèmes de Régulation Pourquoi réguler ? Vitesse maxi du rotor Éolienne reliée au réseau Systèmes de régulation Pas variable

27 27 Systèmes de Régulation Systèmes de régulation Pas variable

28 28 Systèmes de Régulation Systèmes de régulation - Pas variable - Décrochage progressif

29 29 Systèmes de Régulation Systèmes de régulation Pas variable Décrochage progressif Basculement

30 30 Énergie éolienne Électroniques Convertir lénergie mécanique en énergie électrique. Petit éolien jusqua 100KW: –synchrone à aimants permanents. –auto-excitation. Grand éolien jusqua 5MW : –asynchrone, à cage d'écureuil, à rotor bobiné. –excitation réseau.

31 31 Énergie éolienne Grand éolien Raccordement : –Direct au réseau Constructeur : –Vestas. Gamme de prix : – à euros. Projets : –Industriels, collectivités : Appels doffres. Offshore : –1 er parc offshore 2007, Seine-Maritime –105 MW = personnes

32 32 Énergie éolienne Petit éolien Raccordements : –Site isolé ou Indirect réseau. Puissance: –150W à 100KW. Gamme de prix : –1000 à quelques dizaines de milliers euros. Projets : –Particuliers. –Communes, Agglomérations. Acteurs : –ADEME. –Bureaux détudes.

33 33 Région perpignanaise : moyenne de vent 6 à 11.5 m/s. Énergie éolienne Étude de cas

34 34 Investissement Prix éolienne : Prix de revente : /kWh Rentabilité : 22 ans. Revente par an : 401 Pas de permis de construire.

35 35 La Géothermie

36 36 Sommaire Introduction Énergie photovoltaïque –Énergie solaire –Leffet photovoltaïque –Influence de lensoleillement –Association des cellules –Système raccordé au réseaux –Étude de cas Énergie éolienne –Présentation –Aérodynamique –Électronique –Grand éolien –Petit éolien –Étude de cas Géothermie –Principe –Constat –Puit canadien –Pompe à chaleur –Bilan financier Conclusion

37 37 La Géothermie Principe Extraire lénergie contenue dans le sol pour lutiliser sous forme de chauffage. Géothermie des faibles profondeurs aux niveaux de température compris entre 10 et 30°C. Laugmentation de la température varie de 3 °C par 100 m en moyenne.

38 38 La Géothermie Constat La ventilation représente selon les logements entre 20 et 50% des déperditions de chaleur d'une maison. Les pertes thermiques provoquées par la ventilation sont liées au choix du système de chauffage.

39 39 La Géothermie Le puit canadien 5°C en hiver. 21°C en été. Coût dinstallation = 3000 Pas dentretien. 20% de chauffage économisé

40 40 La Géothermie La pompe à chaleur Cycles de compression / détente 1 kW d'électricité consommé = 4 kW de chaleur.

41 41 Investissement Prix installation : HT Prix utilisation : 2.5 /an/m² Rentabilité : entre 5 et 6 ans Gains sur 1 an / tout électrique : 693

42 42 La Géothermie Evolution du prix dutilisation sur 15 ans

43 43 Sommaire Introduction Énergie photovoltaïque –Énergie solaire –Leffet photovoltaïque –Influence de lensoleillement –Association des cellules –Système raccordé au réseaux –Étude de cas Énergie éolienne –Présentation –Aérodynamique –Électronique –Grand éolien –Petit éolien –Étude de cas Géothermie –Principe –Constat –Puit canadien –Pompe à chaleur –Bilan financier Conclusion

44 44 Conclusion Les énergies renouvellables dans le cadre individuel : => Rentables Notre choix : couple géothermie et panneaux solaire. Engagements : - Protocole de KYOTO - Directives Européennes. => Forte augmentation dans la prochaine décennie.

45 45 Bilan Orientation : Proposer une solution de production dénergie propre Motivations : - Personnelles - Dévelopement durable Bilan personnel:- Travail de synthèse - Démarche professionnelle - Travail de groupe

46 46 Merci de votre attention.

47 47 Merci de votre attention.

48 48 Merci de votre attention.

49 49 Merci de votre attention.

50 50 Merci de votre attention.

51 51 Merci de votre attention.

52 52 Merci de votre attention.

53 53 Merci de votre attention.

54 54 Merci de votre attention.

55 55 Merci de votre attention.

56 56 Merci de votre attention.

57 57 Merci de votre attention.

58 58 Merci de votre attention.

59 59 Merci de votre attention.

60 60 Merci de votre attention.

61 61 Merci de votre attention.

62 62 Merci de votre attention.


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