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Déterminer pour un projet dénergie renouvelable : Sa faisabilité Sa rentabilité financière Son bénéfice « effet de serre ». Objectifs.

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1 Déterminer pour un projet dénergie renouvelable : Sa faisabilité Sa rentabilité financière Son bénéfice « effet de serre ». Objectifs

2 Estimation : Économie ou Production énergétique Estimation : Coût de linstallation Géographiques Météo Installation Etude Matériel Main doeuvre Estimation : Bénéfice Effet de serre Système de référence TCO2/an Analyse financière TRI VAN kWh/an Données financières Aides financières Données Coût Méthode

3 Données géographiques 1- Google Earth 2- Geoportail

4 Données météo 1- MétéonormMétéonorm 2-

5 Analyse de linstallation 1. Etude des pentes de toits 2. Etude de la structure 3. Etude en mairie (bâtiments de France)

6 Estimation de la production 1. Etude des ombrages (Carnaval…) 2. Estimation logicielle 1. Tsol 2. SimSOl 3. Solo CASSSC 5. …

7 Bénéfice « effet de serre » Retscreen TSOL

8 Coût de linstallation 1: PV : 7/Wc posé 2 :ST: 700 à 1000/m² posé Ou 350/m²+2/litre+5000(fournitures et main dœuvre)

9 Données financières TVA Apport initial Taux dinflation Dérive du prix des énergies Durée du projet Durés de emprunt Taux dintérêt

10 Aides financières Crédit impôt 50% du matériel Aide (région …)

11 Analyse financières TR : taux de retour sur investissement VAN : Valeur actuelle nette TRI : taux de rentabilité interne ….

12 Approche des ordres de grandeur Dimensionnement solaire thermique

13 Déphasage entre le besoin et la demande Nécessité de stocker la chaleur Avec un rendement optimum Problème

14 Synoptique

15 Evaluation du besoin en eau chaude sanitaire (à 55°): 20 à 30 l/pers dans les grands ensembles résidentiels (100l/logt) Crèches : 10 l/enfant Camping / gymnases : 12 l/douche Retraites: 40l/lit Problème : grosse disparité et forte baisse lors du maximum dapport solaire Quels besoins en ECS ? Quel Stockage?

16 Influence du stockage?

17 1 m² de capteur pour 40 litres pour les régions Nord 1 m² pour 50 litres pour le Centre 1 m² pour 60 litres pour les régions sud Le ballon solaire sera dimensionné de façon à ce que son volume, exprimé en litres, soit au minimum égal à 50 fois la surface en m² des capteurs solaires Remarque: Prendre en compte les surchauffes estivales. Objectif Taux de couverture des besoins : 40 à 60% Productivité : 400 à 600 kWh/m².an Chez Clipsol : S capteur = 8% S chauffée + 1m² / personne Quelle surface de capteurs ?

18 Influence de la surface de capteurs ?

19 La pr é sence d un é changeur entra î ne une baisse du rendement global du syst è me car elle provoque, toutes choses é tant é gales par ailleurs, une augmentation de la temp é rature de l eau dans les capteurs, et donc une augmentation des pertes thermiques des capteurs doù un choix déchangeur à efficacité élevée. On veillera à ce que cette baisse de rendement ne d é passe pas 5% soit un coefficient de transfert thermique de l é changeur de 100 W/°C (par m ² de capteur) minimum. Quel échangeur?

20 Influence échangeur? Un composant crucial parfois mal dimensionné Dimensionnement spécifique au solaire (Attention aux données constructeur) Choisir une efficacité élevée (0,6 à 0,8)

21 Les débits de fluide couramment utilisés varient de 40 à 70 l/h par m² de capteur solaire. La puissance du moteur de la pompe (en W) est déterminée par la relation : avec : Q : d é bit nominal (m 3 /s) ; H : hauteur manom é trique en m è tres de colonne d eau, calcul é e en tenant compte des pertes de charge du circuit et de la nature du fluide caloporteur ; r : masse volumique du fluide caloporteur (kg/m3) ; g : acc é l é ration de la pesanteur (9,81m/s2) ; R : rendement de l ensemble pompe/moteur, qui devra être sup é rieur à 0,8. K est un coefficient de surpuissance (sans dimension) compris entre 1,15 et 1,25 pour s affranchir des pertes de charge dues à l entartrage (circuit secondaire) ou à la variation de viscosit é du fluide caloporteur (circuit primaire). Quels circulateurs?

22 Si lon respecte la contrainte de vitesse de circulation (1m/s), on peut calculer de façon approximative le diamètre intérieur de la tuyauterie à partir de léquation suivante : avec : D i : diamètre intérieur du tuyau (mm); Q : débit nominal (l/h) : masse volumique du fluide (kg/m3) ; Quelle tuyauterie ?

23 Bilan technique Plus un capteur est chaud, moins il est efficace Concevoir des r é gulations qui donnent priorit é au circuit le plus froid La partie solaire doit être dimensionn é e pour atteindre l' é conomie d' é nergie "optimale" Raisonner "syst è mes" et pas seulement « composants » Syst è mes solaires thermiques : Ne produit pas de l' é nergie thermique Mais É conomise de l' é nergie d'appoint Mieux vaut sousdimensionner les capteurs solaires en cas de doute Pas trop quand même : sinon la part des co û ts fixes augmente ! Ne pas surdimensionner les ballons de stockage Mieux vaut surdimensionner l' é changeur de chaleur Attention à ne pas surdimensionner canalisations et pompes (investissement, consommations d' é lectricit é ) L'appoint doit être dimensionn é comme s'il n'y avait pas de solaire, notamment puissance des é metteurs de chaleur si chauffage, puissancede la production d'eau chaude sanitaire, puissance du g é n é rateur

24 Critères économiques Taux de couverture en énergie utile Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire?

25 Critères économiques Taux de couverture en énergie utile Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire?

26 Critères économiques Taux déconomie en énergie utile Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire? Css : Consommation d é nergie d appoint d une installation de r é f é rence non solaire C AS : Consommation d é nergie d appoint de l installation solaire

27 Critères économiques Productivité Quantité d'énergie (solaire ou économisée) par m² de capteurs solaires : de 200 à 800 kWh/m² selon utilisation, climat, dimensionnement, etc Surface A en m² Prod : en kWh/m² et par an

28 Production > 400 kWh /m 2 par an Investissements < 2,25/kWh par an Cout du kWh économisé < cout du kWh classique Donc Cout du kWh économisé < 7 c/kWh Indicateurs de rentabilité

29 Coût du m² installé : 700 /m² stockage compris Stockage 4000/m3 Coûts spécifiques: CESI Le coût dune installation complète pour un Cesi (capteurs, ballon, régulation, raccordements), pour une famille de 3 ou 4 personnes, équipée de 3 à 5 m 2 et dun ballon de 200 à 300 litres, est compris entre et 5 800, pose comprise. Mais les aides publiques en diminuent largement le coût. Ou 350/m²+2/litre de stockage (fournitures et main dœuvre)

30 Solaire collectif: Hotels F1 groupe Accor Coûts spécifiques SSC Matériel installation mise en route : 800 /m² pour 100 chambres ; 60 m² ; daides du fond chaleur TRI : ans Le SSC coûte, pour sa part, environ m 2 de capteurs, surface chauffée de 70 m 2 et de lordre de pour une plus grande 20 m 2 de capteurs et 150 m 2 de surface chauffée Il faut, là aussi, noter que le crédit dimpôt efface le surcoût dune solution plancher chauffant traditionnel.

31 Coûts spécifiques Le coût des capteurs posés représente 30 à 50 % du coût travaux 320 à 550 HT/m², selon la complexité de la pose (sur châssis, intégration en toiture, sur-toiture) dont pose : 50 à 100 /m² selon la difficulté Ballons Ballon acier : 1,5 HT/l posé à partir de 1000 l Ballon inox : 2,2 HT/l posé à partir de 1000 l Echangeurs 50 kW : kW : kW : 1500 Canalisations Entre 20 et 40 /ml posé suivant le diamètre et la nature de lisolation.

32 Coûts spécifiques Coût de l'ingénierie : entre 10 et 17 % du coût travaux Surcoûts possibles : Création de local technique Liaisons capteurs / local technique compliquées (grandes distances, changement de bâtiment, tranchées) Adaptation toiture Module de transfert (pompe,…) Entre 1000 et 2000 pour le matériel, même écart pour la pose. Régulation Entre 1000 et 3000 pour le matériel. Entretien: 0,5% de linvestissement Consommation des pompes

33 Coûts de la chaleur solaire (c/kWh) Evolution des coûts, fraction solaire..par surface de capteur

34 Mieux vaut sous dimensionner les capteurs solaires en cas de doute Ne pas sur dimensionner les ballons de stockage Mieux vaut sur dimensionner l'échangeur de chaleur Attention à ne pas sur dimensionner canalisations et pompes (investissement, consommations d'électricité) Plus un capteur est chaud, moins il est efficace Concevoir des régulations qui donnent priorité au circuit le plus froid Raisonner "systèmes" et pas seulement « composants » Systèmes solaires thermiques : Produit de l'énergie thermique Économise de l'énergie d'appoint Bilan

35 Aides financières lÉtat rembourse 50 % du matériel (certifié) (pose non comprise) sous la forme dun crédit dimpôt Pour les installations denvergure AdemeInterlocuteur privilégié, gérant des fonds chaleurs (960 M sur renouvelables) où les applications utilisant la biomasse, les PAC sur eau et les installations solaires thermiques (>25 m² avec contrôle des performances). Contrats de Plan Etat Région (CPER) Feder ( Fond européen de Développement Régional) Enerplan

36 TSol Nouveau projet

37 TSol Choix du type de système

38 TSol Profil des besoins en ECS Météo

39 TSol Dégrossir le projet: fixer le duo capteur-stockage Pour sp é cifier rapidement le cahier des charges de l installation cliquer sur l assistant d é tude Ce qui permet de sp é cifier une installation On sp é cifie : Les besoins en ECS Les types de capteur Taux de couverture Le chauffage d appoint 3 types de ballons envisag é s

40 TSol Affiner le projet

41 TSol Affiner le projet ……

42 TSol Simulation et graphiques

43 TSol Simulation financières paramètres investissement s Frais dexploitation Economies Financements

44 Retscreen Données géographiques

45 Retscreen Choix des panneaux

46 Retscreen Choix panneaux stockage

47 Retscreen Compléter les données

48 Retscreen Finalisation

49 Retscreen Analyse financière

50 Retscreen Finalisation

51 Solo 2000

52 Lexique financier aq+aq²+aq 3 +…+q n Coût dun prêt Un capital K de 1000 prêtés à un taux de 4% /an sur une durée de 15 ans nécessitera un remboursement annuel R Lannée 0 : capital restant du Lannée 1 : capital restant du Lannée 2 : capital restant du Au bout de n années le capital restant dû doit tomber à 0 donc

53 Lexique financier Fonction Excel, toute faite Taux dactualisation dépression du billet de 100 (du à la baisse du pouvoir dachat, à la montée des prix, à linflation )


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