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

Méthode Estimation : Bénéfice Effet de serre Estimation : Économie ou Données Système de référence Estimation : Bénéfice Effet de serre Géographiques Estimation : Économie ou Production énergétique TCO2/an Météo kWh/an Installation Coût Estimation : Coût de l’installation Etude € Analyse financière TRI Matériel Main d’oeuvre VAN Données financières Aides financières

Données géographiques 1- Google Earth 2- Geoportail

Données météo 1- Météonorm 2-

Analyse de l’installation Etude des pentes de toits Etude de la structure Etude en mairie (bâtiments de France)

Estimation de la production Etude des ombrages (Carnaval…) Estimation logicielle Tsol SimSOl Solo 2000 CASSSC …

Bénéfice « effet de serre » Retscreen TSOL

Coût de l’installation 1: PV : 7€/Wc posé 2 :ST: 700 à 1000€/m² posé Ou 350€/m²+2€/litre+5000€(fournitures et main d’œuvre)

Données financières TVA Apport initial Taux d’inflation Dérive du prix des énergies Durée du projet Durés de emprunt Taux d’intérêt

Aides financières Crédit impôt http://www.impots.gouv.fr/ 50% du matériel Aide (région …) http://www.enerplan.asso.fr/

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

Dimensionnement solaire thermique Approche des ordres de grandeur

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

Synoptique

Quels besoins en ECS ? Quel Stockage? 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 d’apport solaire

Influence du stockage?

Quelle surface de capteurs ? 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 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 Remarque: Prendre en compte les surchauffes estivales.

Influence de la surface de capteurs ?

100 W/°C (par m² de capteur) minimum. Quel échangeur? La présence d’un échangeur entraîne une baisse du rendement global du système car elle provoque, toutes choses étant égales par ailleurs, une augmentation de la température de l’eau dans les capteurs, et donc une augmentation des pertes thermiques des capteurs d’où un choix d’échangeur à efficacité élevée. On veillera à ce que cette baisse de rendement ne dépasse pas 5% soit un coefficient de transfert thermique de l’échangeur de 100 W/°C (par m² de capteur) minimum.

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)

Quels circulateurs? 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 : débit nominal (m3/s) ; H : hauteur manométrique en mètres de colonne d’eau, calculée 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 : accélération de la pesanteur (9,81m/s2) ; R : rendement de l’ensemble pompe/moteur, qui devra être supérieur 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 viscosité du fluide caloporteur (circuit primaire).

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

Bilan technique Plus un capteur est chaud, moins il est efficace Concevoir des régulations qui donnent priorité au circuit le plus froid La partie solaire doit être dimensionnée pour atteindre l'économie d'énergie "optimale" Raisonner "systèmes" et pas seulement « composants »  Systèmes solaires thermiques : Ne produit pas de l'énergie thermique Mais Économise de l'énergie d'appoint Mieux vaut sousdimensionner les capteurs solaires en cas de doute Pas trop quand même : sinon la part des coûts fixes augmente ! Ne pas surdimensionner les ballons de stockage Mieux vaut surdimensionner l'échangeur de chaleur Attention à ne pas surdimensionner canalisations et pompes (investissement, consommations d'électricité) L'appoint doit être dimensionné comme s'il n'y avait pas de solaire, notamment puissance des émetteurs de chaleur si chauffage, puissancede la production d'eau chaude sanitaire, puissance du générateur

Taux de couverture en énergie utile 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?

Taux de couverture en énergie utile 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?

Taux d’économie en énergie utile Critères économiques Taux d’économie en énergie utile Quelle est la part des besoins thermiques (eau chaude sanitaire et/ou chauffage) couverts par l'énergie solaire? Css : Consommation d’énergie d’appoint d’une installation de référence non solaire CAS : Consommation d’énergie d’appoint de l’installation solaire

Critères économiques Productivité Quantité d'énergie (solaire ou économisée) par m² de capteurs solaires : 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

Indicateurs de rentabilité Cout du kWh économisé < cout du kWh classique Donc Cout du kWh économisé < 7 c€/kWh Production > 400 kWh /m2par an Investissements < 2,25€/kWh par an

Coûts spécifiques: CESI Le coût d’une installation complète pour un Cesi (capteurs, ballon, régulation, raccordements), pour une famille de 3 ou 4 personnes, équipée de 3 à 5 m2 et d’un ballon de 200 à 300 litres, est compris entre 3 800 et 5 800 €, pose comprise. Mais les aides publiques en diminuent largement le coût. Coût du m² installé : 700 €/m² stockage compris Stockage 4000€/m3 Ou 350€/m²+2€/litre de stockage + 5000€ (fournitures et main d’œuvre)

Solaire collectif: Hotels F1 groupe Accor Coûts spécifiques SSC Le SSC coûte, pour sa part, environ 10 000 € 10 m2 de capteurs, surface chauffée de 70 m2 et de l’ordre de 25 000 € pour une plus grande 20 m2 de capteurs et 150 m2 de surface chauffée Il faut, là aussi, noter que le crédit d’impôt efface le surcoût d’une solution plancher chauffant traditionnel. Solaire collectif: Hotels F1 groupe Accor Matériel installation mise en route : 800 €/m² pour 100 chambres ; 60 m² ; 48000€ -23000€ d’aides du fond chaleur TRI : 10-15 ans

Le coût des capteurs posés représente 30 à 50 % du coût travaux 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 : 1000 € 100 kW : 1200 € 350 kW : 1500 € Canalisations Entre 20 et 40 € /ml posé suivant le diamètre et la nature de l’isolation.

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

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

Plus un capteur est chaud, moins il est efficace Bilan 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 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)

Aides financières l’État rembourse 50 % du matériel (certifié) (pose non comprise) sous la forme d’un crédit d’impôt Pour les installations d’envergure AdemeInterlocuteur privilégié, gérant des fonds chaleurs (960 M€ sur 2009-2011 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) 2007-2013 Feder ( Fond européen de Développement Régional) Enerplan 

TSol Nouveau projet

TSol Choix du type de système

TSol Profil des besoins en ECS Météo

TSol Dégrossir le projet: fixer le duo capteur-stockage Pour spécifier rapidement le cahier des charges de l’installation cliquer sur l’assistant d’étude Ce qui permet de spécifier une installation On spécifie : Les besoins en ECS Les types de capteur Taux de couverture Le chauffage d’appoint 3 types de ballons envisagés

TSol Affiner le projet

TSol Affiner le projet ……

TSol Simulation et graphiques

TSol Simulation financières paramètres investissements Financements Frais d’exploitation Economies

Retscreen Données géographiques

Retscreen Choix des panneaux

Retscreen Choix panneaux stockage

Retscreen Compléter les données

Retscreen Finalisation

Retscreen Analyse financière

Retscreen Finalisation

Solo 2000

Lexique financier aq+aq²+aq3+…+qn Coût d’un prêt Un capital K de 1000 € prêtés à un taux de 4% /an sur une durée de 15 ans nécessitera un remboursement annuel R L’année 0 : capital restant du L’année 1 : capital restant du L’année 2 : capital restant du Au bout de n années le capital restant dû doit tomber à 0 donc

Lexique financier Fonction Excel, toute faite Taux d’actualisation dépression du billet de 100€ (du à la baisse du pouvoir d’achat, à la montée des prix , à l’inflation )