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Les panneaux solaires thermiques et photovoltaïques.
Jean-François MAISSINAttaché spécifique063 / 608 [email protected]
Le Soleil, moteur de l’Humanité.
Hobscheid, le 19 février 2009
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IntroductionObjectifs
Acquérir des notions fondamentales sur les technologies Encourager au développement des énergies renouvelables Répondre à vos questions
ThèmesPréambuleLes capteurs solaires thermiquesLes panneaux solaires photovoltaïques
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Notion fondamentale !
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Quelle est l’unité de base énergétique ?
Le kilowattheure (kWh)
1 kWh, c’est…
• l’énergie dépensée chaque jour par un être humain.
• la consommation d’une ampoule de 50 W pendant 20 heures.
• la consommation d’un fer à repasser pendant 1/2 heure.
• l’énergie nécessaire pour chauffer 20 l d’eau de 10 à 53°C.
• en moyenne 300 g de CO2 rejetés dans l’atmosphère.
• parcourir 2 km en voiture (150 g/km).
• brûler 0,1 l de mazout ou 0,1 m³ de gaz
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Les consommations dans le logement
Source : Atlas énergétique de la Région Wallonne 4
NON au renouvelable – OUI à l’URE !
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LES CAPTEURS SOLAIRES THERMIQUES
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Il existe deux types de capteurs dans le commerce.
Technique
Capteurs plans Capteurs à tubes sous vide
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TechniqueLes capteurs plans
Les capteurs à tubes sous vide
Cadre : boîtier
isolation
Couverture en verre solaire
Absorbeur en cuivre (serpentin)
Surface absorbante
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TechniqueSchéma d’installation
Groupe de transfert (circulateur + régulation)
Capteurs solaires
Ballon de stockage
Utilisation d’ECS
Appoint chaudière
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TechniqueConditions de bonne utilisation : orientation et inclinaison
Idéal : orientation plein sud avec une inclinaison de 35°
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TechniqueInfluence du type de capteur
Capteur plan Capteur à tubes sous vide
Les capteurs à tubes sous vide ont un meilleur rendement (+20%) mais sont plus fragiles et plus coûteux (+25-30%).
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TechniqueInfluence de différents paramètres sur le taux de couverture solaire
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TechniqueEn résumé, à quoi faut-il être attentif afin d’obtenir les meilleurs résultats avec un système solaire ?
Les panneaux à tubes sous vide sont plus performants (+20%) mais coûtent plus cher (+20-25%) et ont en général une durée de vie plus courte (15-20 ans).
Il faut, autant que possible, orienter ses panneaux vers le sud et les incliner sous un angle proche de 35° par rapport à l’horizontale.
La production d’ECS solaire demande à être vigilant quant à sa consommation si on veut assurer une couverture maximale grâce à ce dispositif.
En règle générale, un dimensionnement optimal de l’installation doit permettre de couvrir entre 50 et 60% de notre consommation en ECS.
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la circulation du fluide caloporteur entre les capteurs et le ballon ; la température dans ce dernier ; des fonctions d’optimalisation du système (dégivrage par exemple) ; des fonctions de sécurité (limitation / arrêt en cas de surchauffe) ; l’intégration des divers appareils producteurs et utilisateurs de chaleur
(capteurs, chaudière, ballon, échangeurs, circuit(s) de chauffage) connectés sur le système.
La régulation
La régulation est un élément « discret » de l’installation qui en constitue vraiment le cœur et le cerveau !
C’est un dispositif électronique regroupé avec le circulateur dans un même boîtier. Des sondes placées dans l’installation, le circuit caloporteur, à différents emplacements permettront de gérer :
Technique
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Aides et primes à l’investissementL’Etat fédéral, la Région Wallonne, la Province de Luxembourg et certaines communes octroient des réductions d’impôts ou primes à l’installation de capteurs solaires thermiques .
L’installation doit être réalisée par un installateur enregistré et agréé SOLTHERM
Réduction d'impôts s'élevant à 40% du montant de l'investissement (TVAC) plafonnée à 3440€ pour les
dépenses 2008 (exercice 2009)
1500€ (de 2 à 4 m²) + 100€ par m² supplémentaire avec un maximum de 6000€
400€ (minimum 2m²)
Commune de…………..
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Exemple concretCoût d’une installation « standard » pour une famille de 4 personnes Matériel et installation
EntretienL’entretien se résume à peu de choses : nettoyage des capteurs et vérifications de routine (niveau du fluide caloporteur p. ex.). Le propriétaire peut se charger lui-même de ces tâches. Une bonne installation est conçue pour fonctionner sans intervention technique sauf accident ou incident. Consommation électriqueLe système de régulation et le circulateur consomment environ 50 kWh par an.
Capteurs solaires (5m²) 1.770 €
Ballon de stockage 300l 1.480 €
Régulation 980 €
Tuyauterie et isolant 270 €
Main d'œuvre 1.600 €
Connexion à la chaudière ou résistance + anode 200 €
Total 6.300 €
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Coût de l’installation après la réduction d’impôts et la déduction des primes :
Rentabilité et CO2 évité ? (*)
Exemple concret
Coût total de l'installation (TVAC) 6.300 €
Réduction d'impôts 2.520 €
Prime de la Région Wallonne 1.600 €
Prime de la province de Luxembourg 400 €
Prime communale 0 €
Coût réel de l'installation 1.780 €
Chauffage ECS au fuel : Economie annuelle : 180€ (220l) Temps de retour simple : ± 10 ans CO2 évité par an : 600 kg
Chauffage ECS à l’électricité : Economie annuelle : 300€ (1700kWh) Temps de retour simple : ± 6 ans CO2 évité par an : 800 kg
(*) : Calcul basé sur une consommation journalière en ECS de 150l avec un taux de couverture solaire de 55%
Pour chauffer 100 litres d’eau à 60°C, il faut environ 0,65 litre de fuel ou m³ de gaz…
Calculé à 0,8€ le litre de mazout / 0,18€ le prix moyen du kWh électrique
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LES PANNEAUX SOLAIRES PHOTOVOLTAIQUES
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Technique
Les panneaux solaires photovoltaïques transforment directement la lumière en électricité.
Les cellules photovoltaïques (unité de base) produisent du courant continu à partir du rayonnement solaire.
Les cellules sont assemblées en modules photovoltaïques constituant les panneaux proprement dits.
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TechniqueIl existe deux types de panneaux dans le commerce.
Les cellules à structure cristalline Silicium polycristallin (les plus courants)
Silicium monocristallin
Les couches minces Couche de semi-conducteur posé sur un substrat (CdTe, CIS,...)
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La puissance crête est la puissance délivrée par un module solaire dans des conditions de référence :
Irradiation solaire de 1000 W/m² Température de 25°C
En d’autres termes, un module de 200 Wc développera une puissance électrique de 200 W sous un ensoleillement de 1000 W/m², c-à-d dans notre région, sous un soleil perpendiculaire par ciel serein.
Le rendement Exemple: un panneau de 200 Wc a une superficie de 1,6 m²
Sa puissance crête par m² est de 200 / 1,6 soit 125 Wc/m² Le rendement de ce panneau est donc de : 125 / 1000 = 12,5%
Ce paramètre est particulièrement utile pour juger de la qualité d’un module!
Notions utiles : puissance crête et rendement
Technique
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Technique
Autonome Pour les sites isolés
Nécessité de stockage de l’énergie (batteries)
Raccordée au réseau Nécessité d’un onduleur pour transformer le courant continu en courant alternatif
Le réseau utilise le courant excédentaire en cas de surproduction par rapport aux besoins
Type d’installation
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Schéma d’une installation raccordée au réseau
Technique
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Technique
Compteur d’électricité verte
Il comptabilise les kWh produits par l’installation
Il permet de calculer le nombre de certificats verts (CV)
Ces données sont essentielles afin de calculer la rentabilité de l’installation et de gérer efficacement ses consommations !
Compteur classique
Il tourne à l’envers au cas où la production est supérieure à la consommation (compteur sans cliquet)
Si c’est un compteur bi-horaire, le mécanisme de compensation fonctionne par plage horaire
Le compteur, élément essentiel de l’installation
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TechniqueConditions d’une bonne utilisation
Orientation et inclinaison
Les panneaux solaires offrent le meilleur rendement lorsqu’ils sont orientés plein sud avec une inclinaison de 35° par rapport à l’horizontale.
Cependant, on peut conseiller : Orientation : SO SE Inclinaison : 15 à 50° par rapport à l’horizontale
Une surface perpendiculaire au flux lumineux capte davantage de rayons
lumineux que la même surface disposée avec un angle différent.
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TechniqueConditions d’une bonne utilisation Ombrage : à éviter à tout prix !
TempératureUne augmentation de la température des cellules provoque une diminution de leur rendement. Importance de la ventilation des panneaux par l’arrière
Propreté Eviter les endroits poussiéreux Nettoyage avec la pluie mais vérification annuelle nécessaire
Exemples d’ombrage pouvant réduire de 50% la puissance d’un module
Exemple d’ombrage pouvant réduire la puissance d’un module à 0 !!
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TechniqueType de structure
Fixe Mobile (suiveur)Orientable
Surimposition
Facilité de pose Ventilation des modules
Intégration
Intégration architecturale Economie de matériaux Problème de ventilation
+ 20 à 30% de rendement par rapport à un type fixe
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Quelques chiffres Une surface de 8 m² de panneaux photovoltaïques correspond généralement à une puissance crête de 1 kW et produit environ 850 kWh en Belgique dans de bonnes conditions.
Au niveau du coût, il faut compter environ (HTVA) : 8.000 € pour l’exemple précédent (8 €/Wc) 30.000 € pour 5kWc (6 €/Wc) 50.000 € pour 10kWc (5 €/Wc)
La TVA est de 21% pour les habitations de moins de 5 ans et de 6% pour les habitations de plus de 5 ans.
Pour couvrir l’entièreté des besoins en électricité d’un ménage moyen en Région Wallonne, il faudrait installer une surface de 32 m² (4 kWc) qui produirait annuellement 3400 kWh.
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Aides et primes à l’investissementAfin de promouvoir la filière photovoltaïque, la Région Wallonne a mis sur pied le plan SOLWATT. Il est composé d’une série de mesures destinées à rentabiliser son installation photovoltaïque assez rapidement.
Réduction d'impôts s'élevant à 40% du montant de l'investissement (TVAC) plafonnée à 3440€ pour les dépenses 2008 (exercice 2009)
Prime s’élevant à 20% du montant de l’investissement (TVAC) plafonnée à 3500€ par demandeur (détails tableau ci-dessous)
Commune de……………
Détails relatifs à l’octroi de la prime de la Région Wallonne :
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Le mécanisme des CV Mécanisme mis en place par les pouvoirs publics afin de favoriser la production d’électricité « verte » ainsi que sa rentabilité.
• Principe général :La production « verte » de 1000 kWh électriques (=1MWh) permet d’éviter l’émission de 456 kgCO2 et donne droit à 1 CV.
• Prix minimum garanti : 65€ - Prix du marché actuel : 90€
• Plan SOLWATT : Jusque 5kWc : 7 CV / MWh De 5 à 10 kWc : 5 CV / MWh De 10 à 250 kWc : 4 CV / MWh (selon certaines conditions)
Et cela garanti pour une période de 15 ans !
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Exemple concretInstallation en surimposition d’une surface de 16m² de panneaux photovoltaïques au silicium polycristallin capable de développer une puissance crête de 2kW et dont la production annuelle s’élève à 1700 kWh.
Rentabilité et CO2 évité ?
Coût total de l'installation (TVAC 6%) 14.000 €
Réduction d'impôts 3.440 €
Prime de la Région Wallonne 2.800 €
Prime communale 0 €
Coût réel de l'installation 7.760 €
CV au prix minimum garanti (65€): Economie électricité : 340€ Gain CV : 770€ Temps de retour simple : ± 7 ans CO2 évité par an : + de 750 kg
CV au prix du marché actuel (90€) : Economie électricité : 340€ Gain CV : 1070€ Temps de retour simple : 5,5 ans CO2 évité par an : + de 750 kg
Calcul basé sur un prix du kWh non consommé moyen de 0,2€
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Etapes d’un projet
• Estimez la surface de panneaux nécessaire sur base de votre consommation
• Vérifiez si l’habitation se trouve dans une zone dispensée de permis d’urbanisme (Commune)
• Demandez et comparez des devis
• Informez Interlux de votre intention d’installer des panneaux photovoltaïques
• Commandez votre installation
• Demandez la réception de l’installation par un organisme agréé
• Remplissez le formulaire de demande d’autorisation de mise en service (Interlux)
• Remplissez le formulaire de demande de certificats de garantie d’origine (CGO) et d’obtention des certificats verts (CWaPE)
• Mettez votre installation en service après réception de l’autorisation par Interlux
• Remplissez le formulaire de demande de prime en l’adressant à Interlux (4 mois)
• Gardez vos factures pour attester de votre investissement pour bénéficier de la réduction d’impôts
• Négociez vos certificats verts et labels de garantie d’origine avec « Les Compagnons d’Eole »
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Merci de votre attention
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Plus de renseignements ?
Jean-François MAISSINAttaché spécifique
Rue Chantraine, 2 – 6720 HABAYTél : 063 / 608 433 Fax : 063 / 608 434
Jean-Luc DELOGNEEco-conseiller – Responsable énergie
Square Albert Ier, 1 – 6700 ARLONTél : 063 / 212 618
GSM : 0496 / 573 [email protected]
MARCHE-EN-FAMENNERue des Tanneurs, 11
6900 MARCHETél : 084 / 314 348 Fax : 084 / 314 348
ARLONRue de la Porte Neuve, 19
6700 ARLONTél : 063 / 245 100 Fax : 063 / 245 109
Guichets wallons de l’énergie
