Maison solaire passive

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1 Maison solaire passive
État des technologies d’énergies propres Cours d’analyse de projets d’énergies propres Parc éolien Maison solaire passive Teachers notes: This is just an example of how we can add notes….. Asd] sd Student note: Photo : Nordex Gmbh Photo : DOE/NREL McFadden, Pam. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

2 Objectif Accroître l’intérêt pour les technologies d’efficacité énergétique et d’énergies renouvelables Marchés Applications typiques These are the notes to the slide above I wonder how to zoom this in. OK, here we go. Production d’électricité à partir de déchets de bois Chauffage solaire de l’eau et photovoltaïque Photo : Warren Gretz, NREL PIX Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

3 Maison solaire passive à isolation thermique renforcée
Définitions Technologies d’énergies propres Efficacité énergétique Utiliser moins de ressources pour un même besoin énergétique Énergie renouvelable Utiliser des ressources naturelles non épuisables pour rencontrer un besoin énergétique Maison solaire passive à isolation thermique renforcée Photo : Jerry Shaw © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

4 Justifications des technologies d’énergies propres
Environnementale Changements climatiques Pollution locale Économique Coûts globaux sur le cycle de vie Épuisement des ressources fossiles Sociale Création d’emplois Investissement local des ressources financières Augmentation de la demande en énergie (3x d’ici 2050) Source : National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

5 Caractéristiques communes aux énergies propres
Comparativement aux sources d’énergies conventionnelles : Coûts initiaux typiquement plus élevés Coûts d’exploitation généralement plus faibles Meilleures pour l’environnement Souvent financièrement rentables après analyse du coût global sur la durée de vie © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

6 Coût total d’un système de production (ou de consommation) d’énergie
Coût total  coût d’achat Coût total = coût d’achat + coûts annuels en carburant + frais annuels d’exploitation et d’entretien + coûts de remise en état majeure + coûts de démantèlement + coûts de financement + etc. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

7 Technologies d’énergies renouvelables pour la production d’électricité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

8 Centrale éolienne Technologie et applications
Nécessite de bons vents (>4 m/s à 10 m) régions côtières, crêtes arrondis et plaines dégagées Applications : Réseau central Réseau isolé Hors réseau Warren Gretz, NREL PIX Phil Owens, Nunavut Power Southwest Windpower, NREL PIX © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

9 Centrale éolienne Marché
Éoliennes installées annuellement à travers le monde 10 000 8 000 Puissance mondiale cumulée (2003) : MW (~ 20,6 millions de kWh/foyer/an et facteur de puissance éolien de 30 %) MW Allemagne MW Espagne MW É.-U. MW Danemark MW prévus pour 2007 8 000 7 000 7 000 8 000 6 000 6 000 5 000 MW 6 000 5 000 MW 4 000 4 000 4 000 3 000 3 000 2 000 2 000 2 000 1 000 1 000 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Source : Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

10 Petite centrale hydroélectrique Technologie et applications
Types de projets : Avec barrage Au fil de l’eau Applications : Réseau central Réseau isolé Hors réseau Turbine Francis © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

11 Petite centrale hydroélectrique Marché
19 % de l’électricité dans le monde est produite par de grandes et petites centrales hydroélectriques Échelle mondiale : MW développés (petite hydro < 10 MW) prévision : à MW en 2020 Chine : installations (petite hydro < 25 MW) MW développés MW économiquement réalisables Europe : MW développés 4 500 MW économiquement réalisables Canada : 2 000 MW développés 1 600 MW économiquement réalisables Petite centrale hydroélectrique Source : ABB, Renewable Energy World, International Small Hydro Atlas © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

12 Installation photovoltaïque (PV) Technologie et applications
Système PV résidentiel Photo : DOE/NREL Tsuo, Simon Système PV résidentiel raccordé au réseau Pompage de l’eau au PV Photo : DOE/NREL Strong, Steven © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

13 Installation photovoltaïque Marché
Installation annuelle de PV à travers le monde 800 800 Puissance mondiale cumulée (2003) : MWp (~ 1,2 millions kWh/foyer/an) Taux de croissance de 32 % en 2003 700 700 600 600 500 500 MW p 400 400 300 300 200 200 100 100 Source: PV News © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

14 Cogénération Production simultanée de deux types ou plus d’énergie à partir d’une source unique d’énergie utilisée © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

15 Cogénération Applications, combustibles et équipements
Diverses applications Divers combustibles Biomasse pour la cogénération Photo : Gretz, Warren DOE/NREL Photo : Gaz Métropolitain Divers équipements Moteur à pistons pour la production d’électricité Photo : Rolls-Royce plc © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

16 Cogénération Applications
Bâtiments individuels Bâtiments commerciaux et industriels Bâtiments multiples Systèmes d’énergies en réseau (c.-à-d. communautés) Procédés industriels Cogénération, Kitchener City Hall Photo : Urban Ziegler, RNCan Microturbine utilisée en serre Cogénération au gaz de décharge pour réseau de chauffage urbain, Suède Photo : Urban Ziegler, RNCan Photo : Urban Ziegler, RNCan © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

17 Cogénération Types de combustibles
Combustibles renouvelables Résidus de bois Gaz de décharge Biogaz Sous-produits agricoles Bagasse Cultures à vocation énergétique Etc. Combustibles fossiles Gaz naturel Carburant diesel Énergie géothermique Hydrogène Biomasse pour la cogénération Photo : Gretz, Warren DOE/NREL Geyser Photo : Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

18 Cogénération Équipements et technologies
Dispositifs de refroidissement Compresseurs Refroidisseurs à absorption Refroidissement naturel Production d'énergie électrique Turbines à gaz Turbines à gaz à cycle combiné Turbines à vapeur Moteurs à combustion interne Piles à combustible Etc. Dispositifs de chauffage Chaudières Récupérateurs de chaleur Turbine à gaz Photo : Rolls-Royce plc Dispositif de refroidissement Photo : Urban Ziegler, RNCan © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

19 Cogénération Marché Régions Capacités Commentaires Monde 247 GW
Canada 12 GW Principalement, pâtes et papiers et industrie pétrolière ÉUA 67 GW Croissance rapide, politiques de support à la cogénération Chine 32 GW Principalement, cogénération au charbon Russie 65 GW 30 % de l’électricité provient déjà de la cogénération Allemagne 11 GW Marché de la cogénération municipale en croissance Royaume Uni 4,9 GW Forts incitatifs à l’utilisation des renouvelables Brésil 2,8 GW Systèmes énergétiques collectifs associés aux installations hors réseau Inde 4,1 GW Principalement, cogénération à la bagasse dans l’industrie sucrière Afrique du Sud 0,5 GW Essentiellement, remplacement des centrales au charbon Monde 247 GW Croissance prévue de 10 GW par année Source : World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

20 Technologies d’énergies renouvelables pour le chauffage et la climatisation
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

21 Chauffage à la biomasse Technologie et applications
Combustion contrôlée du bois, des résidus agricoles, des déchets municipaux, etc. pour produire de la chaleur Chauffage en réseau urbain ou individuel Déchiquetage du bois Photo : Wiseloger, Art DOE/NREL Photo : Oujé-Bougoumou Cree Nation Chaufferie © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

22 Chauffage à la biomasse Marché
Échelle mondiale : La combustion de la biomasse fournit 11 % des besoins globaux en énergie (BGE) Plus de 20 GWth de capacité installée en systèmes de combustion contrôlée de la biomasse Pays en voie de développement : Cuisson, chauffage Pas toujours durable Afrique : 50 % des BGE Inde : 39 % des BGE Chine : 19 % des BGE Pays industrialisés : Chaleur, électricité, poêles à bois Finlande : 19 % des BGE Suède : 16 % des BGE Autriche : 9 % des BGE Danemark : 8 % des BGE Canada: 4 % des BGE É.U. : 68 % de tous les renouvelables Chambre de combustion Photo : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST 8 000 8 000 Nouvelles installations de petits 6 000 systèmes (< 100 kW) de 6 000 chauffage à la biomasse 4 000 en Autriche 4 000 2 000 2 000 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Source : Ingwald Obernberger propos repris de la Chamber of Agriculture and Forestry, Lower Austria Source : IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 2002/2003 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

23 Chauffage solaire de l’air Technologie et applications
Capteurs sans vitrage pour le préchauffage de l’air de ventilation L’air froid est chauffé lorsqu’il passe à travers les petites perforations d’une plaque absorbante (SolarwallMC) Un ventilateur injecte cet air préchauffé à l’intérieur du bâtiment © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

24 Séchoir solaire pour les récoltes
Chauffage solaire de l’air Marché Bâtiments industriels Pré-chauffage de l’air de ventilation de bâtiments demandant de grands débits d’air frais Aussi pour le chauffage de l’air de procédé (p. ex. : séchage des récoltes) Financièrement rentable pour des constructions neuves ou lors de rénovations majeures This is a picture of the Solarwall installed on the Canadair factory in Montreal. It is the largest solar collector in the world with a total area of 10,000 square metres The dark plates that you see are perforated to preheat fresh air for ventilation as the air is drawn through the holes In Canada, there are currently about 40 Solarwalls installed in plants such as Ford, GM and Canadair Photo : Conserval Engineering Séchoir solaire pour les récoltes Photo : Conserval Engineering © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

25 Chauffage solaire de l’eau Technologie et applications
Capteurs vitrés ou sans vitrage Stockage thermique (réservoir ou piscine) Piscines ou bâtiments commerciaux / institutionnels Pisciculture - Production d’alevins de saumon © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

26 Chauffage solaire de l’eau Marché
Plus de 30 millions m² de capteurs installés dans le monde Europe : 10 millions de m² de capteurs installés Taux de croissance annuel : 12 % Leaders : Allemagne, Autriche, Grèce Objectif européen : 100 millions de m² en 2010 Marché mondial fort pour les chauffe-piscines solaires Plus de systèmes aux Barbades Piscines et chauffe-eau résidentiels Bâtiments résidentiels Photo : Chromagen Source: Renewable Energy World, Oak Ridge Laboratory © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

27 Chauffage solaire passif Technologie et applications
Fournit de 20 à 50 % de l’énergie thermique durant la saison de chauffage Gains solaires disponibles via des fenêtres hautes efficacités exposées au soleil (face à l’équateur) Stockage de chaleur dans la structure du bâtiment Ombrages pour éviter les surchauffes durant l’été Hiver Chauffage solaire passif d’appartements Photo : Fraunhofer ISE (du site Internet Siemens Research and Innovation) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

28 Chauffage solaire passif Marché
L’utilisation de fenêtres hautes efficacités est une forme de chauffage solaire passif - usage standard aujourd’hui Surcoûts faibles à négligeables pour des constructions neuves : Fenêtres plus efficaces Orientation du bâtiment Ombrage adéquat Financièrement rentable pour de nouvelles constructions ou lors de rénovations Bâtiments commerciaux Photo : Gretz, Warren DOE/NREL Bâtiments résidentiels Photo : DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

29 Pompes à chaleur géothermique Technologie et applications
Boucle fermée verticale Chauffage et climatisation des locaux/eau chaude L’électricité est la source d’énergie qui opère le cycle de compression/détente du fluide frigorigène La chaleur est retirée du sol en hiver et rejetée dans le sol en été Boucle fermée horizontale © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

30 Pompes à chaleur géothermique Marché
PCG résidentielle Échelle mondiale : Plus de unités installées Capacité totale MWth Taux de croissance annuel de 10 % É.U. : installations/an Suède, Allemagne, Suisse : principaux marchés européens A Ground-source heat pump is an electrically powered system that uses the relatively constant earth temperature to provide heating or cooling for homes and others buildings. Energy consumption is reduced by 20  50 %. Secteur commercial, institutionnel ou industriel Canada : Plus de systèmes résidentiels installés Plus de systèmes installés dans des bâtiments industriels ou commerciaux 435 MWth installés Photo : Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

31 Autres technologies d’énergies propres commerciales
Carburants : éthanol et biodiésel Systèmes de réfrigération efficaces Moteurs à vitesse variable Systèmes d’éclairage naturel et efficace Récupération de chaleur sur systèmes de ventilation Autres Résidus agricoles pour production de carburants Photo : David and Associates DOE/NREL Système de réfrigération efficace d’aréna Système d’éclairage naturel et efficace Photo : Robb Williamson/ NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

32 Technologies d’énergies propres en émergences
Énergie solaire thermique Énergie thermique des océans Énergie marémotrice Énergie des courants océaniques Énergie des vagues etc. Centrale thermique à capteurs solaires paraboliques Photo : Gretz, Warren DOE/NREL Centrale thermique à champ d’héliostats Photo : Sandia National Laboratories DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

33 Système hybride PV-éolien de Parcs Canada (Arctique à 81°N)
Conclusions Des applications rentables existent Il y a eu de nombreux succès Le marché est en croissance Les ressources d’énergies renouvelables et les opportunités d’efficacité énergétique sont disponibles Système hybride PV-éolien de Parcs Canada (Arctique à 81°N) Photo : Ross, Michael Installation d’éolienne de 600 kW Téléphone au PV Photo : Nordex Gmbh Photo : Price, Chuck © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

34 Questions? www.retscreen.net
Module Introduction – État des technologies d’énergies propres Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen® International Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à : © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.