Cours Energie Solaire Photovoltaïque
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Les énergies renouvelables dans la rénovation de maison type
28 mars 2017 l'installation. Page 3. 3. Introduction :Que faire? Sources d'Energie Renouvelable? 1. L'énergie solaire. 2. Technologies photovoltaïques. 3. Le ...
LENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE
La cellule photovoltaïque constitue l'élément de base des panneaux solaires photovoltaïques. Il s'agit d'un dispositif semi-conducteur à base de silicium
Cours Energie solaire EPF option EE - 2009
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers. 3. Partie II : Solaire thermique. 1. Les différents types de capteurs solaires thermiques.
LES TROIS VOIES DE LÉNERGIE SOLAIRE
Mais l'introduction de nouveaux concepts comme la garantie de résultats solaires et l'activité des marchés allemand autrichien et hollan- dais au cours de la
Notions de base sur lénergie solaire photovoltaïque I- Présentation
Les cellules photovoltaïques sont fabriquées à partir d'une jonction PN au silicium (diode). Pour obtenir du silicium dopé N on ajoute du phosphore.
Manuel de formation pour lInstallation et la Maintenance de petits
LA CHAMBRE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE EN 220V ALIMENTEE AVEC DE L'ENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE . Le système au complet n'utilisait qu'une seule.
Solaire photovoltaïque
Puissance : unité le watt W. 1 Watt = 1J / 1S. Energie : 1 joule = 1V × 1A × 1s. 1 cal = 4.18 J ? c'est la quantité d'énergie nécessaire.
Linstallation solaire photovoltaïque de A à Z
l'installation. Page 3. 3. Introduction :Que faire? Sources d'Energie Renouvelable? 1. L'énergie solaire. 2. Technologies photovoltaïques. 3. Le panneau
Cours Energie Solaire Photovoltaïque
Cours Energie Solaire Photovoltaïque Enseignante : Mme S BELAID 2 TABLE DES MATIERES Chapitre I : Généralités I 1 Introduction : I 2 Principe de fonctionnement d’une cellule solaire photovoltaïque I 3 Avantages et inconvénients de l’énergie photovoltaïque
Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque I- Présentation
Tandis que le solaire thermique fonctionne sur l'effet de serre le solaire photovoltaïque repose sur l'effet photoélectrique découvert en 1839 par Antoine Becquerel et théorisé en 1922 par Albert Einstein C'est l'énergie lumineuse qui arrache un ou plusieurs électrons aux atomes de silicium du capteur
Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque I
VIII- Energie solaire disponible et optimisation de l’orientation des panneaux photovoltaïques 1- Mouvement apparent du soleil et énergie solaire disponible La terre fait un tour sur elle-même en 24h et effectue une révolution complète autour du soleil en 365 jours
2 Le Soleil notre source d’énergie 21 Le rayonnement solaire
la puissance solaire reçue par unité de surface terrestre dépend de la latitude (zones climatiques) équinoxe du 21 mars ou du 21 septembre la puissance du rayonnement solaire reçu par unité de surface est maximale la surface éclairée étant plus grande la puissance du rayonnement solaire reçu par unité de surface est plus faible
Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque
Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque par Lycée Jules GARNIER Cliquez ici pour télécharger le fichier En poursuivant votre navigation sur ce site
Qu'est-ce que l'énergie solaire photovoltaïque ?
L’énergie solaire photovoltaïque est une forme d’éénergie renouvelable. Elle permet de produire de l’électricité par transformation d’une partie du rayonnement solaire grâce à une cellule photovoltaïque . P lumineuse P électrique pertes
Qu'est-ce que l'effet photovoltaïque?
L’effet photovoltaïque utilisé dans les cellules solaires permet de convertir directement l’énergie lumineuse des rayons solaires en électricité par le biais de la production et du transport dans un matériau semi-conducteur de charges électriques
Qu'est-ce que l'électricité photovoltaïque ?
L’énergie solaire photovoltaïque est une forme d’énergie renouvelable. Elle permet de produire de l’électricité par transformation d’une partie du rayonnement solaire grâce à une cellule photovoltaïque . P lumineuse P électrique pertes
Qu'est-ce que la cellule solaire ?
La cellule est gris très foncé. C'est la cellule des calculatrices et des montres dites "solaires". • avantages : fonctionne avec un éclairement faible ou diffus (même par temps couvert) un peu moins chère que les autres technologies intégration sur supports souples ou rigides.
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L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 1Partie II : Solaire thermiquePartie II : Solaire thermiqueChaleur = première source d'utilisation du soleilRésulte de l'absoption du rayonnement de façon désordonnéePrincipe général du système solaire thermique :Un collecteur (éventuellement concentrateur)Un absorbeur (généralement surfacique)Un échangeurUn fluide caloporteur (eau, air, etc.)Un ou plusieurs systèmes utilisant la chaleur (radiateur, échangeur, stockage, etc.)
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 2Partie II : Solaire thermiquePartie II : Solaire thermiqueParticularité des systèmes à basse températureGénéralement pas de dispositif de concentrationFonctionnement à basse températurePas de cycle thermodynamique complexeUnité de petite taille pour l'usage direct de la chaleurTrois familles de capteurs actuellementCapteurs non-vitrésCapteurs vitrésCapteurs sous vide
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 3Partie II : Solaire thermiquePartie II : Solaire thermique1. Les différents types de capteurs solaires thermiques2. Performances des capteurs solaires thermiques3. Autres composants4. Les systèmes solaires5. Dimensionnement6. Aspect environnemental7. Contexte industriel
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 4Capteurs non-vitrés (ou capteurs " moquette »)Capteurs non-vitrés (ou capteurs " moquette »)Tubes noirs accolés en plastique dans lesquels circule l'eau du circuit de filtrationTrès bon rendement à température ambianteTempérature en sortie peu élevée (≈ 40°C)
Appliqués au chauffage des piscinesNote : l'usage d'une simple bâche à bulles permet déjà d'économiser la moitié de la puissance de chauffage !Autres applications : -Douche solaire-ECS dans les pays chauds-Couplage possible avec une pompe à chaleur pour ECS collective (système Héliopac)II.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 5Intérêt du vitrage : création d'un effet de serreLa vitre transmet le rayonnement solaire mais pas celui émit par l'absorbeur.Les pertes thermiques par rayonnement et par convection du capteur sont réduites.Capteurs vitrésCapteurs vitrésSource : RETScreenII.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 6ComposantsAbsorbeurForte absorptivité au rayonnement solaireFaible émissivitéForte conductivité thermiqueCuivre, Aluminium, AcierCouvertureImportante pour réduite les pertesVerre voire polycarbonate ( ≈ 90 %)ηSimple, double voire triple vitrage pour les sites en climat froidIsolantLaine minérale, mousses de polyuréthaneTubesFortement conducteurs de chaleur pour assurer l'évacuation de l'énergie et éviter la surchauffe inoxydableCapteurs vitrésCapteurs vitrésII.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 7ExempleCapteurs vitrésCapteurs vitrésII.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 8Capteurs vitrésCapteurs vitrésRevêtement sélectif de l'absorbeurChromage noirRevêtement à l'oxyde d'aluminium pigmenté au nickelPeinture noireApplications : eau chaude sanitaire sous tout climat, chauffageII.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 9Capteurs sous videCapteurs sous videMeilleur rendement que les précédents Température plus élevées en sortieTubes de 5 à 15 cm de diamètrePression : < 10-3 PaNombreuses innovationsPlusieurs systèmes différents peuvent se combinerPour la collection du rayonnementTube sous vide simple, absorbeur de type ailetteDouble tube sous vide à effet thermos (absorbeur intégré)Face arrière réfléchissante ou réflecteur externePour l'évacuation de la chaleurÉchangeur à eau simple (serpentin A/R)Échangeur à tubes concentriquesCaloduc (caloporteur diphasique)Tube à effet "thermos"II.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 10Capteurs sous videCapteurs sous videApplications : Chauffage solaire, eau chaude sanitaire, industrieTube à circulation directeSystème à réflecteur externeTube à caloducII.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiquesSource : ViessmannSource : Viessmann
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 11Courbes de rendement pour les 3 types de capteursCourbes de rendement pour les 3 types de capteursComparaison des rendements pour les trois types de capteurs à eau en fonction de la température de l'eau en sortieNote : les capteurs solaire à air seront présentés plus loinSource : Outils solairesII.1 Les différents types de capteurs thermiquesII.1 Les différents types de capteurs thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 12Principe généralPrincipe généralExemple du capteur plan vitréSchéma thermique détailléSource : Faiman 2003II.2 Performances des capteurs solaires thermiquesII.2 Performances des capteurs solaires thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 13Bilan thermique simplifié sur l'absorbeurBilan thermique simplifié sur l'absorbeurAvec Pu : puissance thermique utile (W)A : surface du capteur (m2)
S : Rayonnement incident absorbé (W/m2)
U : coefficient de pertes thermiques du capteur (W/(m2.K))Ta : température de l'absorbeur (K)Text : température de l'air extérieur (K)Bilan thermique simplifié sur l'absorbeur à l'équilibrePu=A⋅S-U⋅Ta-TextII.2 Performances des capteurs solaires thermiquesII.2 Performances des capteurs solaires thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 14Expression du rayonnement solaire absorbéExpression du rayonnement solaire absorbéLe rayonnement absorbé, SAvec : produit " transmittance x absorbance » du capteur pour chaque type de rayonnement (direct, diffus, réfléchi)= part du rayonnement réellement absorbée par le capteur. et dépendent de la longueur d'onde, de l'angle d'incidence et des réflexions multiples de chaque rayon au niveau du capteur. Il n'existe pas de moyen simple de les calculer.Pour simplifier, on peut noter :S=Gbh⋅cosi
cosz2⋅r
S=G⋅II.2 Performances des capteurs solaires thermiquesII.2 Performances des capteurs solaires thermiques
iL'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 15Calcul de la puissance utileCalcul de la puissance utilePuissance utile en fonction de la température du fluideBilan de puissance au contact de l'absorbeurPuissance utileF : facteur d'efficacité du capteur (-)h : coefficient d'échange thermique entre le fluide et l'absorbeur (W/K)Tf : Température moyenne du fluide dans le capteur (K)F=h
Pu=h⋅Ta-TfFormule de Hottel-Whiller-Bliss (HWB)Rendement du capteurd'où =PutilePincidente
=PuGII.2 Performances des capteurs solaires thermiquesII.2 Performances des capteurs solaires thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 16Caractéristiques standardCaractéristiques standardEn Europe (Norme EN 12975) :
modèle à trois paramètres : Coefficient de rendement optique a1 et a2 : Coefficients de déperditions calofiques des premier et deuxième ordre
En France : modèle à deux paramètresB : Coefficient de rendement optiqueK : Coefficient de déperditions calofiques du premier ordre
(W/(m2.K)) =B-K⋅Tf-Text =0-a1⋅Tf-TextG-a2⋅Tf-Text2
GTf-Text/GII.2 Performances des capteurs solaires thermiquesII.2 Performances des capteurs solaires thermiques
0L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 17Attention !Attention !Les rendements sont différents selon la surface considérée !Surfaces considéréesSurface brute : encombrement du capteurSurface d'ouverture (ou d'entrée) : ouverture du capteur à incidence normale. Tient compte de la présence éventuelle de réflecteursSurface de l'absorbeur (parfois dite " active ») : Surface d'absorbeur éclairée Température de stagnationTempérature maximale du fluide à l'arrêt dans des conditions défavorables G = 1000 W/m2, Text = 30 °C et absence de ventLes matériaux sont sélectionnés pour ne pas souffrir de cette température.II.2 Performances des capteurs solaires thermiquesII.2 Performances des capteurs solaires thermiques
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 18Echangeurs de chaleurEchangeurs de chaleurUtilisé pour transférer la chaleur à un stockageLe fluide utilisé dans le circuit primaire est alors de l'eau glycolée pour éviter le gel en hiver.L'efficacité de l'échangeur n'est jamais de 100 % ce qui réduit le rendement global du système.Bilan de puissance :
Efficacité de l'échangeur : etCalcul du rendement global " capteur + échangeur » :Péchangée=˙m⋅Cp⋅Te-Ts=h⋅T-Tst
=PéchangéePéchangeable
=˙m⋅Cp⋅Te-TsTe-Tst
1A⋅F⋅U
˙m⋅Cp⋅
1 -1 captech=PuG]II.3 Autres composantsII.3 Autres composants
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 19Ballon de stockageBallon de stockageCas théorique du ballon à température uniforme :Chaleur stockableBilan thermique sur le stockageQs : Chaleur stockable sur un cycle (J)mCp : Capacité thermique du stockage (J/K) : Écart de température de travail du stockage (K)Pu : Puissance utile fournie par le capteur (W) : Puissance soutirée au stockage (W) (UA)st : Coefficient d'échange global du ballon avec l'ambiance (W/K)Tst : Température du stockage (K)Tamb : Température autour du stockage (K)
soutL˙ m⋅Cpst⋅dTstdt=Pu-˙Lsout-UAst⋅Tst-TambII.3 Autres composantsII.3 Autres composants
TstL'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 20Ballon de stockageBallon de stockageEn pratique, le ballon n'est pas à température uniforme : phénomène de stratificationModélisation plus délicateSi dimensionnement correct, le ballon peut proposer plusieurs températures différentes pour ECS et chauffage à basse températureBallon à stratification Source : Solaire Connexion SCOPII.3 Autres composantsII.3 Autres composants
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 21Ballon de stockage bi-énergieBallon de stockage bi-énergieUn circuit solaireUne chaudière d'appointRésistance électrique de secoursProduction d'ECSBallon solaire bi-énergieSource : ViessmannCircuit solaireÉchangeur chaudièreÉchangeur ECSII.3 Autres composantsII.3 Autres composants
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 22Quelques autres composantsQuelques autres composantsPompe de circulationSon dimensionnement dépend de : Longueur des tuyauxDénivellation entre capteur et stockageTaille de l'installationFluide circulant dans le capteurChaleur massique élevéeFaible viscositéAntigel : mélange eau + composé glycolé (éthylène g. ou propylène g.)Non corrosifPoint d'ébullition situé au dessus de la température de stagnation des capteursDurée de vie élevéeFaible toxicitéVase d'expansion : pour la dilatation du fluide caloporteurDoit permettre la vidange en cas de surchauffeCanalisations : acier ou cuivreII.3 Autres composantsII.3 Autres composants
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 23Chauffe-eau solaireChauffe-eau solaireEléments séparésMonobloc à effet thermosiphonSchéma d'un chauffe-eau solaire simpleSchéma de principe du thermosiphonII.4 Les différents systèmes solairesII.4 Les différents systèmes solairesSource : MafenSource : Giordano industries
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 24ChauffageChauffagePlancher solaire direct (PSD)Pas d'échangeur intermédiaireStockage à basse température réalisé par la masse du plancherDéphasage par l'inertie thermique du plancher(15 à 20 cm de béton)Système solaire combiné (SSC) : chauffage + ECSII.4 Les différents systèmes solairesII.4 Les différents systèmes solaires
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 25Besoins d'eau chaude sanitaireBesoins d'eau chaude sanitaireFaible variation saisonnière du besoin journalierDépendent du comportement et de la présence de l'occupantDemandes courtes et importantesTempérature d'entrée de l'eau dans le système : de 4 à 20 °C(dépendant de la localité et de la saison)Température d'eau en sortie du système : 45 à 60 °CCircuit en boucle ouverteBesoin instantané :La température d'eau froide n'est pas connue a priori.Pour maison individuelle : Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI)Pour immeuble : Chauffe-eau solaire collectif BECS=˙m⋅Cp⋅Tconsigne-TfroidedéperditionsdessystèmesII.5 DimensionnementII.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 26Besoins de chauffageBesoins de chauffageVariation saisonnière importanteDemande continueTempérature délivrée : de 30°C à 50°C (dépendant du système d'émission et des conditions météorologiques)Température de retour : de 25°C à 45°CCircuit en boucle ferméeÉvaluation des besoins par calcul Des déperditions thermiques par les parois (conduction + rayonnement)Des déperditions thermiques par renouvellement d'airII.5 DimensionnementII.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 27La ressource solaireLa ressource solaireI.5 DimensionnementI.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 28Exemple de courbe de chargeExemple de courbe de chargeSource : T. Letz, 2006Zone en pointillés : Fraction " solarisable » des consommationsII.5 DimensionnementII.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 29Règles de dimensionnementRègles de dimensionnementDéfinition : " la fraction solaire »Principe : le système solaire thermique permet de diminuer la facture énergétiqueFraction solaire (Fs): fraction des besoins énergétiques couverts par le systèmes solaireFs = énergie solaire utile / besoinsVolume du ballon de stockage Si trop petit : pas assez de stockageSi trop grand : pertes thermiques du ballonOptimum environ 50-100 litres / m2 de capteurDoit être plus volumineux qu'un ballon traditionnel en raison de l'intermittence de la source d'énergiePlancher solaire : 12-16 cm de béton suffisentSurface de capteurCompromis fraction solaire / aspects économiques / espace disponible pour le capteurII.5 DimensionnementII.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 30Règles de dimensionnementRègles de dimensionnementLe rendement du systèmes solaire dépend de l'ensoleillement et de la température extérieureChauffe eau solaire, productivité moyenneZone A (ex. : Allemagne) : 300 à 400 kWh/m2
Zone B (ex. : France) : 400 à 500 kWh/m2 Zone C (ex. : Grèce) : 500 à 600 kWh/m2Fraction solaire plus élevée au sud qu'au nordOutils pour le dimensionnementMéthode SOLO par calcul mensuel, CSTBSOLO2000 (CSTB)Outil en ligne sur le site tecsol.frModèles de calcul dynamique :
TRANSOL (issu de TRNSYS) Très bientôt : Module ECS solaire de Pléiades+COMFIEII.5 DimensionnementII.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 31Ordre de grandeurs (pour la France)Ordre de grandeurs (pour la France)Chauffe-eau solaire : Besoins : 40-50 litres d'eau chaude par personne et par jour (à 50 °C)Pour 4 personnes : 3 à 5 m2 de capteur et ballon de 200 à 300 litresFraction solaire : de 50 à 80 % (selon la zone climatique)Capteur : orientation de sud-ouest à sud-est et inclinaison entre 30° et 60°Investissement : pour 4 à 6 m2 de capteur 3 700 à 5 400 € TTC (ballon solaire seulement) + 600 € pour ballon bi-énergieSystème solaire combiné avec plancher solaire :Besoins : dépend des performances du bâtiment (de 10 à > 200 kWh/m2/an)1 m2 pour 7 à 10 m2 de plancher chauffant, soit 10 à 20 m2 pour une maison individuelleFraction solaire : de 25 à 60 %. Climat idéal : froid et ensoleillé (Rhône-Alpes, Alsace...), pour les autres climats : rentabilité assurée au printemps et à l'automneCapteur : orientation de sud-ouest à sud-est, inclinaison entre 30° et 60° (incliner à 60° si l'on veut optimiser la performance l'hiver)Exemple : maison avec 100 m2 de surface chauffée, 15 m2 de capteurs, appoint intégré, coût : 16 000 à 18 000 € HTII.5 DimensionnementII.5 Dimensionnement
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 32Méthode de l'Analyse de Cycle de Vie (ACV)Méthode de l'Analyse de Cycle de Vie (ACV)Normes ISO 14040 à 14 043Un processus en 4 étapes1. Définition des objectifsDétermination du produit étudié, de sa fonction : le bâtiment, avec une durée de vie , un usage (tertiaire, logement,...), et un niveau de confort et de salubrité donnés ⇒Unité de service, de fonctionLimitation des étapes du cycle de vie considéréesfabrications des matériaux et composants, construction, utilisation, rénovation, démolition et traitement des déchetsNiveau d'approfondissement considéré (frontières du système étudié) : le bâtiment + fourniture d'énergie et d'eau, traitement de l'eau, transport des matériaux et des personnesII.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnementalÉtapes du cycle de vie d'un bâtiment
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 33Méthode de l'Analyse de Cycle de Vie (ACV)Méthode de l'Analyse de Cycle de Vie (ACV)Normes ISO 14040 à 14 043Un processus en 4 étapes1. Définition des objectifs2. InventaireRelevé de tous les flux de matières et d'énergie (en kJ ou kg)Rejets dans l'air, l'eau, le solDéchets solides3. Analyse des impactsAgrégation des différents flux pour en déduire les indicateurs d'impactsPotentiel de réchauffement globalÉpuisement des ressourcesAcidification des eaux, eutrophisations des cours d'eauDestruction de la couche d'ozoneProduction de déchets toxiquesImpacts sur la santéetc.4. Interprétation des résultats et recherche d'améliorationsII.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnemental
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 34Exemple d'ACV de chauffe-eau solaireExemple d'ACV de chauffe-eau solaireSource : base de données Ökoinventare de l'EPFZ (Zurich)Hypothèses de baseChauffe-eau à éléments séparésCapteurs-Capteurs plans vitrés intégrés en toiture-Absorbeur en aluminium, revêtement sélectif chromé-Couverture : double vitrageÉchangeur incorporé, appoint électrique incorporéFraction solaire : 45 % (Suisse ou moitié nord de la France)Deux cas de figure : maison individuelle et logement collectifII.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnemental
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 35Exemple d'ACV de chauffe-eau solaireExemple d'ACV de chauffe-eau solaireLes différentes étapes du cycle de vie considérées :la fabrication des capteursla fabrication du ballon de stockagela fabrication des autres composants (pompe, échangeur, vase d'expansion, appoint)le montage et la fabrication des tuyauteriesla phase d'utilisationla dépose et le traitement des déchetsLe " bouquet » de production électrique européen de 1994 a été considéré pour l'électricité utilisée pour la production des composants.production thermique hydrocarbures : 48%production thermique nucléaire : 37%production hydro-électrique : 15%II.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnemental
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 36Temps de retour énergétique du chauffe-eau solaireTemps de retour énergétique du chauffe-eau solaireRaisonnement en énergie primaireHypothèse sur l'énergie substituée par le solaire : gazÉnergie primaire pour 1 kWh de gaz : 1,56 kWhEPHypothèse sur la durée de vie : entre 15 et 30 ansImpact du système par analyse du cycle de vie sur la durée de vie (fabrication, installation, maintenance, fin de vie)CESI : 15 890 kWhEPInstallation collective : 60 805 kWhEPRésultats moyens sur la durée de vie du systèmeII.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnemental
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 37Temps de retour énergétique d'un chauffe-eau solaireTemps de retour énergétique d'un chauffe-eau solaireTemps de Retour Énergétique = temps nécessaire pour que le système produise autant d'énergie primaire que ce qu'il a fallu consommer pour sa fabricationÉnergie annuellement substituée par le solaire :CESI : 2 640 x 1,56 = 4 118,4 kWhEPInstallation collective : 13 055 x 1,56 = 20 365,8 kWhEPTemps de retour :CESI : 15890/ 4118 = 3,8 annéesInstallation collective : 60805 / 20 366 = 3 annéesSi durée de vie = 20 ans, alors économie de :CESI : 4,3 fois l'énergie primaire nécessaire à sa fabrication.Installation collective : 5,6 fois l'énergie primaire nécessaire à sa fabrication.II.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnemental
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 38Impact en CO2 des systèmes : CESI : 1 514 kg CO2
Installation collective : 4 953 kg CO2Impact d'1 kWh gaz en émission de gaz à effet de serre : 0,2801 kg/kWhTemps de Retour CO2
CESI : 2,05 annéesInstallation collective : 1,35 annéeSi durée de vie = 20 ansLe CESI permet d'éviter 9 fois la quantité de gaz à effet de serre émise pendant sa fabrication (13,8 fois pour l'installation collective)Selon cette étude, 1 m2 de capteur solaire thermique permet d'éviter de rejeter annuellement dans l'atmosphère 120 kg de gaz à effet de serre Temps de retour COTemps de retour CO22 d'un chauffe-eau solaire d'un chauffe-eau solaireII.6 Aspect environnementalII.6 Aspect environnemental
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 39Au niveau européenAu niveau européenParc solaire européen (UE27) (données 2009)Surface installée (toutes technologies confondues) : 32,5 km2
Prévisions très inférieures aux objectifs du Livre Blanc de la Commission Européenne : 100 km2 en 20104,2 millions de m2 installés en 2009 (légère baisse / 2008)Croissance annuelle 2009 des surfaces : + 14 % (en France +18 %)Les technologies installées en 2009 :
87 % : Capteurs vitrés plan9 % : Capteurs vitrés sous vide4 % : Capteurs non vitrésPrincipaux industriels européensAllemands : Viessman, Schüco, Thermosolar, Solvis, etc.Autriche : GREENoneTEC (capteurs)France : Clipsol (capteurs), Giordano (Chauffe-eau)II.7 Contexte industrielII.7 Contexte industriel
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 40Parc solaire européen (UE)Parc solaire européen (UE)de 1990 à 2008Installations annuelles en U.E.+ Suisse (capteurs vitrés)Installations annuelles en France(source : ESTIF)II.7 Contexte industrielII.7 Contexte industriel
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 41Les pays européens les plus équipésLes pays européens les plus équipésLes pays les plus équipés en U.E. (+ Suisse) (source : ESTIF)II.7 Contexte industrielII.7 Contexte industriel
L'énergie solaire et ses applications - EPF - 2010 - S. Thiers 42Contextes locauxContextes locauxEn Espagne : Código Técnico de la Edificación, impose 60% d'ECS solaire sur les bâtiments neufsEn Allemagne : Solaire thermique obligatoire dans certaines municipalités (Marburg,...)Arrêt des subventions aux systèmes solaires depuis mai 2010 (crise)En France : démarrage récent (2004) avec les aides publiques (aide ADEME puis crédits d'impôts (50 %))Solaire thermique obligatoire dans les départements d'Outre-Mer depuis avril 2009Plus d'info : www.estif.org, www.observ-er.orgII.7 Contexte industrielII.7 Contexte industriel
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