D

1
Objectifs

• Déterminer pour un projet dénergie renouvelable
  
• Sa faisabilité
• Sa rentabilité financière
• Son bénéfice  effet de serre .

2
Méthode
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 linstallation
Etude

Analyse financière
TRI
Matériel
Main doeuvre
VAN
Données financières
Aides financières
3
Données géographiques

• 1- Google Earth
• 2- Geoportail

4
Données météo

• 1- Météonorm
• 2-

5
Analyse de linstallation

• Etude des pentes de toits
• Etude de la structure
• Etude en mairie (bâtiments de France)

6
Estimation de la production

1. Etude des ombrages (Carnaval)
2. Estimation logicielle
3. Tsol
4. SimSOl
5. Solo 2000
6. CASSSC

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Bénéfice  effet de serre 

• Retscreen
• TSOL

8
Coût de linstallation

• 1 PV 7/Wc posé
• 2 ST 700 à 1000/m² posé
• Ou 350/m²2/litre5000(fournitures et main
  dœuvre)

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Données financières

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

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Aides financières

• Crédit impôt
• http//www.impots.gouv.fr/
• 50 du matériel
• Aide (région )
• http//www.enerplan.asso.fr/

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Analyse financières

• TR taux de retour sur investissement
• VAN Valeur actuelle nette
• TRI taux de rentabilité interne
• .

12
Dimensionnement solaire thermique

• Approche des ordres de grandeur

13
Problème

• Déphasage entre le besoin et la demande

Nécessité de stocker la chaleur Avec un rendement
optimum
14
Synoptique
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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 dapport solaire
16
Influence du stockage?
17
Quelle surface de capteurs ?
1 m² de capteur pour 40 litres pour les régions
Nord1 m² pour 50 litres pour le Centre1 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.
18
Influence de la surface de capteurs ?
19
Quel échangeur?
La présence dun échangeur entraîne une baisse du
rendement global du système car elle provoque,
toutes choses étant égales par ailleurs, une
augmentation de la température de leau 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 dépasse pas 5 soit un
coefficient de transfert thermique de léchangeur
de 100 W/C (par m² de capteur) minimum.
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
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 deau, 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 lensemble 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 saffranchir des pertes de charge
dues à lentartrage (circuit secondaire) ou à la
variation de viscosité du fluide caloporteur
(circuit primaire).
22
Quelle tuyauterie ?
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  Di diamètre intérieur du tuyau
(mm) Q débit nominal (l/h) r masse
volumique du fluide (kg/m3)
23
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

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 dénergie dappoint dune
installation de référence non solaire CAS
Consommation dénergie dappoint de
linstallation solaire
27
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
28
Indicateurs de rentabilité
Cout du kWh économisé lt cout du kWh
classique Donc Cout du kWh économisé lt 7 c/kWh

• Production gt 400 kWh /m2par an
• Investissements lt 2,25/kWh par an

29
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 m2 et dun 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/m²2/litre de stockage 5000
(fournitures et main dœuvre)
30
Coûts spécifiques
SSC
Le SSC coûte, pour sa part, environ 10 000 10
m2 de capteurs, surface chauffée de 70 m2 et de
lordre 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 dimpôt
efface le surcoût dune solution plancher
chauffant traditionnel.

• Solaire collectif Hotels F1 groupe Accor

Matériel installation mise en route  800 /m²
pour 100 chambres  60 m²  48000 -23000
daides du fond chaleur TRI  10-15 ans
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 1000
• 100 kW 1200
• 350 kW 1500

• Canalisations

• Entre 20 et 40 /ml posé suivant le diamètre et
  la nature de lisolation.

32
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 linvestissement
• Consommation des pompes

• Surcoûts possibles

• Création de local technique
• Liaisons capteurs / local technique compliquées
  (grandes distances, changement de bâtiment,
  tranchées)
• Adaptation toiture

33
Evolution des coûts, fraction solaire..par
surface de capteur

• Coûts de la chaleur solaire (c/kWh)

34
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)

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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 2009-2011 renouvelables) où
  les applications utilisant la biomasse, les PAC
  sur eau et les installations solaires thermiques
  (gt25 m² avec contrôle des performances).
• Contrats de Plan Etat Région (CPER) 2007-2013
• 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 spécifier rapidement le cahier des charges
  de linstallation cliquer sur lassistant détude
• Ce qui permet de spécifier une installation
• On spécifie 
• Les besoins en ECS
• Les types de capteur
• Taux de couverture
• Le chauffage dappoint
• 3 types de ballons envisagés

40
TSol

• Affiner le projet

41
TSol

• Affiner le projet

42
TSol

• Simulation et graphiques

43
TSol

• Simulation financières

• paramètres

• investissements

• Financements

• Frais dexploitation

• Economies

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

• aqaq²aq3qn 

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 )