Étude de préfaisabilité

8/3/2019 tude de prfaisabilit

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calle 16 N1611, B1904CUI, La Plata, Argentina.telefono: +54 221 4573477 / fax: +54 221 4570481

tude de prfaisabilit

Autonomie lectrique rsidentielle dans la ville de La Plata

Projet deFrancis Poisson-GagnonUniversit de Sherbrooke


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Dpartement de changement climatique

Lic. Horacio de Belaustegui, DirecteurProf. Ing. Agr. Marcelo Asborno (F.C.A. y F). Conseiller scientifiqueFrancis Poisson-Gagnon, Stagiaire Universit de Sherbrooke

Anne : 2012


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Table des matires

Introduction..........................................................................................................................................5Consommation lectrique.....................................................................................................................6Cot de l'lectricit...............................................................................................................................6Donnes mtorologiques....................................................................................................................6

olien...............................................................................................................................................6Solaire..............................................................................................................................................7

Estimation de la production possible....................................................................................................8olien...............................................................................................................................................8Solaire photovoltaque.....................................................................................................................9

Incitatifs fiscaux..................................................................................................................................11Rglement d'urbanisme.......................................................................................................................11Conclusion..........................................................................................................................................12Annexe 1 Carte mondiale de la radiation solaire.............................................................................13

Table des illustrationsIllustration 1: Consommation d'lectricit moyenne bimestrielle pour la Fundacion Biosfera...........3Illustration 2: Vent moyen bimensuel...................................................................................................4Illustration 3: Radiation solaire moyenne journalire..........................................................................5Illustration 4: Ensoleillement annuel sur le toit de la Fundacion Biosfera...........................................6Illustration 5: Production olienne possible.........................................................................................7Illustration 6: Production solaire possible............................................................................................9Illustration 7: Production totale possible............................................................................................10Illustration 8: Carte mondiale de l'ensoleillement..............................................................................11

Table des tableauxTableau 1: Densit de puissance de diffrentes technologies de fabrication........................................8Tableau 2: Production d'lectricit possible selon la technologie de fabrication utilis......................8


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Autonomie lectrique dans la ville de La Plata tude de prfaisabilit

Introduction

La question de l'nergie est un sujet trs actuel travers le monde. L'augmentation du prix descombustibles fossiles et une consommation grandissante d'nergie font en sorte que le sujet estincontournable lorsqu'on parle d'environnement. C'est encore plus important pour les Argentins, eneffet la crise nergtique de 2004 a grandement touch l'conomie du pays. Une croissanceconomique la hausse, entre autres, a men une pnurie de gaz naturel dans le pays. Puisqueplus de 50% de l'lectricit est produite partir de gaz naturel 1, l'effet a t important, il y a euplusieurs coupures de courant dans des zones industrielles et rsidentielles partout dans le pays ainsiqu'une augmentation lev du prix du gaz naturel et de l'lectricit pour le secteur rsidentiel.

L'importance pour le pays de convertir sa production d'nergie pour des sources renouvelables,comme le solaire, l'olien ou encore l'hydrolectricit, afin de rduire sa dpendance auxcombustibles fossiles, n'est plus prouver. En 2012, on peut considrer que le pays a dj fait unpas dans la bonne direction. En effet, le complexe hydrolectrique Condor Cliff-La Barrancosa,

planifi pour 2016, produira l'quivalent de plus de 10% de l'lectricit produite en 2008 enArgentine2. Au-del de a, on voit de plus en plus d'intrt d'tre autonome lectriquement traversle monde. L'autonomie lectrique rsidentielle reprsente un enjeu important pour la population etpour l'environnement. Ceci permettrait chacun de rduire sa dpendance l'lectricit produite partir de combustibles fossiles et aussi de rduire sa facture d'lectricit.

Un bon taux d'ensoleillement, un bon vent moyen et une consommation lectrique permet de croirequ'il serait possible de rduire sa dpendance du rseau d'un bon pourcentage. Dans cette tude deprfaisabilit, une analyse du potentiel de production d'nergie solaire et olien sera fait et comparavec la consommation lectrique de l'difice afin de voir s'il en vaut, ou non, la peine de continuervers une tude de faisabilit plus approfondie.

1 Perspective Monde, Universit de Sherbrooke, 2011, Production d'lectricit partir de gaz naturel (% de laproduction totale) , En ligne.

2 La Nacion, 2008, Anuncian la construccion de una represa hidroelectrica , En ligne.

2012-01-25 Francis Poisson-Gagnon 4/12
http://perspective.usherbrooke.ca/bilan/servlet/BMTendanceStatPays?codeTheme=6&codeStat=EG.ELC.NGAS.ZS&codePays=ARG&codeTheme2=6&codeStat2=x%E2%8C%A9ue=frhttp://perspective.usherbrooke.ca/bilan/servlet/BMTendanceStatPays?codeTheme=6&codeStat=EG.ELC.NGAS.ZS&codePays=ARG&codeTheme2=6&codeStat2=x%E2%8C%A9ue=frhttp://www.lanacion.com.ar/1004403-anuncian-la-construccion-de-una-represa-hidroelectricahttp://perspective.usherbrooke.ca/bilan/servlet/BMTendanceStatPays?codeTheme=6&codeStat=EG.ELC.NGAS.ZS&codePays=ARG&codeTheme2=6&codeStat2=x%E2%8C%A9ue=frhttp://perspective.usherbrooke.ca/bilan/servlet/BMTendanceStatPays?codeTheme=6&codeStat=EG.ELC.NGAS.ZS&codePays=ARG&codeTheme2=6&codeStat2=x%E2%8C%A9ue=frhttp://www.lanacion.com.ar/1004403-anuncian-la-construccion-de-una-represa-hidroelectrica


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Consommation lectrique

La consommation d'lectricit dans la ville de La Plata pour une rsidence est en moyenne de 550 600 kWh par bimestre selon les estimations officielles des socits de distribution lectriqueargentines3. Ceci quivaut consommation annuelle moyenne totale de 3300 3600 kWh

Pour l'difice de la Fundacion Biosfera, l'analyse des factures d'lectricit des deux dernires annesnous montre une consommation lectrique moyenne de 1476 kWh par bimestre et un maximum de2500 kWh, en hiver, lors des mois de juillet et aot. La consommation est donc en moyenne,annuellement, d'un total de 8858,5 kWh.

01-02 03-04 05-06 07-08 09-10 11-120

500

1000

1500

2000

2500

3000

Mois

Consommatio

nlectrique(k

Wh)

Illustration 1: Consommation d'lectricit moyenne bimestrielle pour la Fundacion Biosfera

Cot de l'lectricit

En moyenne, les utilisateurs du service d'lectricit Edelap paient 0,1339$/kWh4. Selon l'analysedes factures d'lectricit de la Fundacion Biosfera, incluant tous les tarifs, le cot moyen du kWhpay est de 0,2349$/kWh. C'est donc en moyenne 2081,17 pesos par annes qui vont dans lepaiement de la facture d'lectricit pour la Fundacion Biosfera.

Donnes mtorologiques

olien

Selon la station mtorologique J. Hirschhorn. UNLP de La Plata, la ville de La Plata reoit unemoyenne de vent annuelle de prs de 1,45 m/s. La rpartition sur une anne est reprsent dans legraphique suivant :

3 Fundelec, Fundacion para el desarollo electrico, 2011, CONSUMO HOGAREO DE ELECTRICIDAD Y SUIMPACTO EN LA TARIFA FINAL , En ligne. 14p.

4 La Nacion, 2006, Los precios de la energa, desiguales en el pas y lejos de los valores regionales , Article enligne.

http://www.fundelec.org.ar/informes/info0031.pdfhttp://www.lanacion.com.ar/nota.asp?nota_id=860462:Loshttp://www.lanacion.com.ar/nota.asp?nota_id=860462:Loshttp://www.fundelec.org.ar/informes/info0031.pdf


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01-02 03-04 05-06 07-08 09-10 11-120

0,5

1

1,5

2

Mois

Ventmoyen(m /

s)

Illustration 2: Vent moyen bimensuel

Ces donnes nous permettront de faire une estimation rapide de la production olienne possible.Nanmoins, de cette faon, on sous-estime la puissance du vent puisqu'on ne prend pas en compteles fluctuations autour de la vitesse moyenne. Pour une tude plus avance, il faudra considrer plusque la moyenne de vitesse de vent, c'est--dire la frquence laquelle on rencontre une certainevitesse de vent.

Solaire

Selon la station mtorologique J. Hirschhorn. UNLP de La Plata, la ville de La Plata reoit uneradiation solaire annuelle moyenne de 3,68 kWh/m/jour. C'est beaucoup plus grand que la

moyenne mondiale de 1,36 kWh/m/jour. Ce qui fait de la ville de La Plata une bonne candidatepour la production d'nergie solaire. Une carte mondiale de la radiation solaire est disponible l'annexe 1. Cette carte nous dmontre bien l'ensoleillement sur la plante, on retrouve un tauxd'ensoleillement trs grand en Argentine l'exception de l'extrme sud.

Pour chaque bimestre, la radiation solaire moyenne journalire est reprsent dans le graphiquesuivant :

01-02 03-04 05-06 07-08 09-10 11-120

1

2

3

4

5

6

MoisRadiationsolairemoyenne

( kWh/m/jour)

Illustration 3: Radiation solaire moyenne journalire



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On remarque que la radiation solaire moyenne journalire est beaucoup plus basse durant les moisd'hiver, puisque la consommation d'lectricit maximale est en hiver galement, le potentield'autonomie lectrique en est rduit.

De plus, selon une observation des btiments de la ville, les toits des difices reoivent peu

d'ombrage puisque la ville a peu de dnivel et des difices d'une hauteur assez semblable,dpassant rarement les 2 tages.

Par exemple, une comparaison entre une photo prise 360 degrs sur l'difice de la FundacionBiosfera et la trajectoire du soleil tout au long de l'anne nous montre que peu d'ombre affecteraitune installation potentielle de capteur solaire. La ligne noir du dessus reprsente le trajet du soleilau solstice d't et celle du bas au solstice d'hiver.

Illustration 4: Ensoleillement annuel sur le toit de la Fundacion Biosfera

Estimation de la production possible

olienOn peut faire une estimation rapide de la puissance produite possible l'aide de l'quation :

P=1

2SV3

: Rendement de l ' olienneP:Puissance instantanne produite(W)

:Massevolumique del ' air(1,2kg /m3)

S :Surface du capteur olien(m2)V:Vitesseduvent(m/ s)

Pour une petite olienne, on parle souvent d'un rendement de prs de 20%. Dans notre cas, on



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utilisera un diamtre de rotor de 2m, qui correspond beaucoup de petites oliennes vendus sur lemarch et qui correspond aussi l'olienne fabriqu pralablement partir de matriaux recycls la Fundacion Biosfera. Nanmoins tous ces facteurs influencent grandement la production possible,dans une tude plus approfondie, il faudra considrer les diffrentes oliennes vendues sur le

march dans la rgion.En calculant ces donnes pour chaque mois et en comparant avec la consommation d'lectricit, onobtient le graphique suivant :

01-02 03-04 05-06 07-08 09-10 11-120

0,5

1

1,5

2

2,5

Mois

Productiono

lienne(kWh)

Illustration 5: Production olienne possible

Le potentiel de production olienne, avec les variables choisis, est trs bas. On parle d'uneproduction annuelle de prs de 10,4 kWh.

Solaire photovoltaque

La puissance d'un panneau solaire est exprim en Wc (Watts-crte), ce qui correspond lapuissance qu'il peut fournir un instant donn sous un ensoleillement normalis de 1000W/m. Laville de La Plata reoit un ensoleillement moyen de 3,68 kWh/m/jour, cela quivaut 'uneexposition de 3,68 heures un ensoleillement de 1000W/m. Ainsi, si on avait un panneau depuissance 1 Wc, cela quivaudrait, pour l'ensoleillement de La Plata, une production journalirede 3,68 heures * 1Wc = 3,68Wh par jour.

Des panneaux solaires, La Plata, devraient tre orients vers le nord un angle de prs de 30degrs pour une efficacit maximale. la Fundacion Biosfera, un toit plat est prsent, uneinstallation afin d'installer des panneaux solaires angle serait donc ncessaire.

Selon le matriau photovoltaque utilis, on retrouvera une densit de puissance (Wc/m) diffrente.La densit de puissance des 3 technologies de fabrication les plus utiliss est prsente dans letableau suivant :



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Siliciumamorphe

Siliciumpolycristallin

Siliciummonocristallin

Densit depuissance

(Wc/m)

60 100 150

Tableau 1: Densit de puissance de diffrentes technologies de fabrication5

Selon la surface qu'on pourra utiliser et la technologie de fabrication utilise, on peut estimer laproduction d'nergie solaire maximale possible. Par exemple pour la Fundacion Biosfera, avec unesurface de 51,6m disponible (sur toit plat on parlera de la moiti de cette surface de rellementdisponible puisqu'une installation angle devra tre ralise et ncessitera plus d'espace, on a donc peu prs 25 m), avec un installation orient 30 degrs plein nord, avec un ensoleillement moyenhorizontal de 3,68 kWh/m/jour, sans ombre, on pourrait ralis une production maximale telle que

prsent dans le tableau suivant :Siliciumamorphe

Siliciumpolycristallin

Siliciummonocristallin

nergieproduite par

jour(kWh)5,52 9,2 13,8

nergieproduite paran (kWh)

2014,8 3358 5037

Tableau 2: Production d'lectricit possible selon la technologie de fabrication utilis

Au cours d'une anne, selon la moyenne de radiation solaire et en comparant avec la consommationlectrique de la Fundacion Biosfera, la production possible serait ainsi :

5 ADEME, 2011, Systmes photovoltaques en toiture de btiments , En ligne. 4p.



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Conclusion

Ce rapport prliminaire nous permet de constater qu'une autonomie lectrique est probablementimpossible pour la Fundacion Biosfera. L'nergie olienne pouvant tre produite semble assezbasse, nanmoins l'analyse fait ici nglige une grande partie du potentiel olien. Pour ce qui est del'nergie solaire, la production en hiver sera plus difficile, en plus que la consommation est d'autantplus grande. La reprsentation de la production totale est ainsi :

01-02 03-04 05-06 07-08 09-10 11-120

500

1000

1500

2000

2500

3000

Consommation lectrique(kWh)

Production totale possible(kWh)

Mois

nergielectri q

ue

(kWh)

Illustration 7: Production totale possible

Les valuations de production possibles sont proches de la ralit mais ncessiteront de plus amplesinvestigations afin d'tre confirm. La faisabilit du projet ne pourra tre confirm qu'avec uneanalyse financire approfondie. En effet, le cot de l'installation, le cot d'entretien et autres nouspermettront de connatre le cot du kWh afin de comparer avec le cot du service d'lectricitEdelap. Pour le moment, on peut croire que sans incitatifs fiscaux du gouvernement ou de la ville, lecot d'une installation sera beaucoup plus lev que dans certains pays qui offrent de telssubventions pour des installations d'nergie renouvelable.



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Annexe 1 Carte mondiale de la radiation solaire

Illustration 8: Carte mondiale de l'ensoleillement

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