View
698
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
Séminaire organisé par La Faculté
Polydisciplinaire de Ouarzazate et
l’Association Dra des Energies
Renouvelables.
Etude technico Economique
concernant le dimensionnent d’un
chauffage solaire.
Mohamed Ait Hassou – IBAM sa
Fatima Tahmout - Ecobelgica
http://www.ibam.eu
Plan global
Objectif Méthodologie Théorie
Plan global
Objectif Méthodologie Théorie
Objectif de l’exposé
ElHaj à une question pratique.
Comment allons nous y répondre de manière
pratique ?
Contexte:
Mr ElHadj habite à Casablanca, il a acquit une
villa avec piscine, chauffée avec du propane.
Facture énergie : 20000 à 25000 Dh/ an. Il trouve
que c’est onéreux et souhaite chauffer sa maison à
l’énergie solaire.
Questions de l’ElHaj
La réponse doit être pratique !
Ce que ElHaj veut savoir : Comment ? Combien ?
1) Comment : Est-ce possible ?
2) Combien : c’est chère ?
Plan global
Objectif Méthodologie Théorie
Méthodologie
Compréhension de la situation
Proposition de solution
technique
Évaluation financière
Proposition finale
41 32
Méthodologie
Compréhension de la situation
Proposition de solution
technique
Évaluation financière
Proposition finale
41 32
QuestionS de l’ElHaj
1Compréhension de la situation
Villa Située à Casablanca/Maroc
Piscine : 10 m² de surface – non chauffée
Chaudière gaz propane 48kW alimentant trois circuits :
• Un circuit chauffage par le sol (avec vanne
mélangeuse)
• Un circuit radiateur
• Un circuit ballon d’eau chaude (avec vanne
mélangeuse)
Consommation de gaz estimée : 20 000 kWh (point de référence )
Compréhension de la situation existante
Ballonexistant stokage pour ECS
Eau de ville
Eau de puit
Méthodologie
Compréhension de la situation
Proposition de solution
technique
Évaluation financière
Proposition finale
41 32
Chauffe-eau solaire Split
Compréhension de la situation existante
Ballonexistant stokage pour ECS
Eau de ville
Eau de puit
Intégration hydraulique de l’installation
Comment ?
Méthodologie
Compréhension de la situation
Proposition de solution
technique
Évaluation financière
Proposition finale
41 32
Evaluation technico-économique
-100000
-50000
0
50000
100000
150000
200000
250000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
année
cummul des gains en MAD
Hyp : 20 m2 de chauffe eau solaire
Combien ?
3. Evaluation financière
Résultats financiers
Analyse hydraulique
Quid de la piscine comme stockage
Dimensionnement technico économique
Evaluation des besoins piscine
Evaluation des besoins ECS
Evaluation des besoins chauffage
Evaluation du potentiel solaire par m2
Rappel ordre de grandeur
1 litre de fuel = 1 m3 de gaz = 10 kWh
Potentiel solaire Casablanca
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
kWh/m²/j horizontal
kWh/m²/j incliné à 45°
Energie utile produite par lecapteur solaire par m²
Données d'ensoleillement
Casablanca
Potentiel solaire Casablanca
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Production mensuelle d'énergie en kWh par l'installation solaire
production d'énergie en kWh parl'installation chauffe-eau solaire
Evaluation des besoins en chauffage
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
3000,00
3500,00
4000,00
4500,00
5000,00
besoin en chauffage en kWh
besoin en chauffage en kWh
Résultat d’une simulation dynamique via Design Builder
La puissance maximum nécessaire est de 15 kW
La chaudière actuelle est de 48 kW soit 3 fois
surdimensionnée importante surconsommation
Nécessité de dimensionner correctement les besoins en
chauffage dès la conception.
Evaluation des besoins en eau chaude sanitaire
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
besoin d'énergie en Eau chaude sanitaire (mCPdetaT) en kWh
besoin d'énergie en Eau chaudesanitaire (mCPdetaT) en kWh
Les besoins sont pratiquement constant toute l’année
Evaluation de l’usage de la piscine comme stockage d’énergie (à 30°C) pour le chauffage
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
déperdition pour piscine kwh
production par l'installation solaire
La piscine ne peut pas être utilisée comme
réservoir de stockage d’énergie en hiver
Besoins pour le chauffage de la piscine
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
Temp de fonctionnement de la piscine
fonctionnement piscine
Durée d’utilisation mi-mars à mi octobre
Besoins pour le chauffage de la piscine
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
janvier
février
marsavrilmaijuin
juillet
août
septembre
octobre
novembre
décembre
Es ma ondesbesoinspiscineà30°C
Es ma ondesbesoinspiscineà28°C
Es ma ondesbesoinspiscineà26°C
Es ma ondesbesoinspiscineà24°C
0,00
1000,00
2000,00
3000,00
4000,00
5000,00
6000,00
janvier
février
mars
avril
mai
juin
juillet
août
septembre
octobre
novembre
décembre
produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire
ECS+chauffage+piscine30°C
Synthèse des besoins en énergie
0,00
1000,00
2000,00
3000,00
4000,00
5000,00
6000,00
janvier
mars
mai
juillet
septembre
novembre
produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire
ECS+chauffage+piscine28°C
Synthèse des besoins en énergie
0,00
1000,00
2000,00
3000,00
4000,00
5000,00
6000,00
janvier
février
mars
avril
mai
juin
juillet
août
septembre
octobre
novembre
décembre
produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire
ECS+chauffage+piscine26°C
Synthèse des besoins en énergie
Synthèse des besoins en énergie répartition
Répartition des besoins énergétiques pour la Villa Tamaris
besoin en chauffage en kWh
besoin en ECS
Estimation des besoins piscineà 26°C
Production solaire utile
La production solaire utile est la part d’énergie
produite par le capteur qui a permis d’économiser
de l’énergie primaire (gaz propane). Elle est
permet d’évaluer l’économie annuelle financière
réalisée grâce à l’installation solaire.
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
1200,00
1400,00
janvier
février
mars
avril
mai
juin
juillet
août
septem
bre
octobre
novembre
décembre
produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire
produc onsolaireu lecasdelapiscineà28°C
Evaluation technico-économique
-100000
-50000
0
50000
100000
150000
200000
250000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
année
cummul des gains en MAD
Hyp : 20 m2 de chauffe eau solaire
VAN / TRI / TRS VAN 68431
TRI 17,04%
TRS 6,02
Plan global
Objectif Méthodologie Théorie
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Evaluation technico-économique
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Corrosion
Eau + deux métaux de nature différentes + contact =
corrosion
Par exemple : Fe + Cu dans une eau à Ph acide
corrosion
Solution mettre un « fusible électrochimique » : métal
Corrosion
Solution : magnésium
Solution : anode magnésium
A changer annuellement !!!
Corrosion – la solution
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Capteurs vitré >< capteur sous vide
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Eau froide Eau
chaude
Tube sous vide avec
surface absorbante
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
FIG 2
4 Sortie de trop
plein
1Sortie d’aération
5 Sortie d’eau chaude
6. réservoir
8 Bouchon de vidange 7 Emplacement pour la
résistance électrique
Figure 2
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Capteurs tubulaires à eau – basse pression
Capteurs tubulaires heat Pipe : réservoir
Capteurs tubulaires: sécurité et protection
Plan global
Chauffage centrale
Corrosion
chauffe-eau solaire
Chauffe-eau solaire Split
Page 56
4. Conclusions
Nécessité d’une étude préalable pour un
dimensionnement correct des besoins en chauffage.
Dans le cas de cette villa la chaudière est trois fois
surdimensionnée soit 48 kW au lieu de 15 kW !
Le système de chauffe-eau solaire s’intègre
parfaitement de manière rentable au système de
chauffage existant.
Le chauffe eau solaire permet de prolonger la durée
d’utilisation de la piscine et donc plus de confort pour
l’occupant.
Le système est rentable en 6 ans.
Page 57
Questions?
Recommended