Rencontre de l OCEN, 20 juin

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1 Cadastre solaire du canton de Genève - Phase 2 Rencontre de l OCEN, 20 juin OCEN Gilles Desthieux, Peter Gallinelli, Reto Camponovo

2 Plan Phase 1 (2012): analyse du potentiel solaire brut sur les toitures Phase 2 (2014): production solaire électrique et thermique Conclusion et perspectives 2

3 Cadastre solaire phase 1 Etablir la cartographie du potentiel solaire genevois en s appuyant sur les données 3D des bâtiments et disposer d informations sur le potentiel de la ressource locale en énergie solaire. Classer les toitures en plusieurs catégories d acceptabilité pour une installation potentielle de panneaux solaires thermiques et/ou PV. Communiquer au public sur le potentiel des toits (thématique simple à définir ultérieurement par le SITG : bon, moyen, mauvais) Eviter des déplacements pour les avant-projets Découvrir le potentiel solaire sur d autres objets que les faces de toits (sur le terrain par exemple abris, parkings etc) 3

4 2009 Phase 1 Phase 2 4

5 Modèle numérique de surface 2.5D 5

6 Ombrage sur le rayonnement (relief) Direct Janvier Juin Sky view factor Ratti et Richens (2004) 6

7 Ombrage sur le rayonnement (MNS) Direct Sky view factor Ratti et Richens (2004) 7

8 Image processing: Résultats bruts de l irradiation Irradiation annuelle Irradiations mensuelles 8

9 Classement des toitures 9

10 Rendu final sur: 10

11 Cadastre solaire - Phase 2 Approfondissement du potentiel solaire sur les toitures (et autres surfaces) et bâtiments en proposant: 1. une analyse fine des parties de surfaces utiles ; 2. une évaluation du potentiel de production solaire photovoltaïque ; 3. une évaluation du potentiel de production solaire thermique et intégration au bâti ; 4. un calcul d indicateurs énergétiques, environnementaux et économiques. Rendu: couches géospatiales pour affichage sur portail et traitements métier (outils GIS) Utilités: - Analyse préliminaire à l échelle des toitures - Sélection des surfaces à haut potentiel - Stratégies énergétiques à l échelle des quartiers, communes et du canton 11

12 Utilisateurs potentiels et motivations Investisseurs : identifier les surfaces à haut potentiel, évaluer le potentiel d un portefeuille immobilier de bâtiments (régies, propriétaires, caisses de pensions) et élaborer des stratégies sur ce parc immobilier, etc. Politiques/institutions : outil de la PET, évaluer aux échelles du territoire, le potentiel de couverture des besoins énergétiques par des énergies renouvelables, à quel coût, selon quel gain environnemental (C02 évités), etc. Installateurs et ingénieurs : dans le cadre d avant-projets d installations, obtenir des données de base utiles (orientation, pente, irradiation, surfaces utiles ou exploitables comme base pour le calepinage des modules). Particulier : évaluer le potentiel de son bien immobilier et l inciter à entrer dans une démarche d installation solaire. 12

13 Vue synoptique 13

14 Surfaces utiles Parking Couvert Toiture 14

15 Couvert panneaux PV Abri de parking Meudon (92) Desthieux 15

16 Surfaces utiles bâtiment surface de base surface utile 16

17 Epoque de construction des bâtiments Cadastre solaire (selon LiDAR 2009) valable pour les bâtiments construits avant

18 Polycristallin Production électrique (PV) Monocristallin (à contacts arrières) Sources: * A. Mermoud PVSyst ** SIG Couche mince (CdTe, CIGS) Source: Solar World Application: utilisation «standard», montage shed Efficacité** : 160 W/m2 PR moyen* : 79% Source: Solar World Application: utilisation «standard», montage shed Efficacité* : 200 W/m2 PR moyen* : 79% Source: CentroSolar Application: supports flexibles, intégrés, bât. BIPV, faible charge Efficacité* : 120 W/m2 PR moyen* : 82% Energie (kwh el /an ou mois) = PR (79%) x Efficacité (16%) x Irradiation (kwh/an, mois) 18

19 Vue synoptique détaillée 19

20 Exemple de rendu cartographique Indicateurs* / surface utile Puissance [kw]: 23 Production [MWh/an]: 21 Investissement [CHF]: Charges [CHF/an]: 853 Subvention RPC [CHF/an]: polycristallin Irr. moy. toit [kwh/m2/an]: Irr. capteur [kwh/m2/an]: Pente moy. [ ] : 5.3 Surf. toiture [m2] : 209 Surf. capteur [m2] : 146 Longueur surf. utile [m]: 30.6 Largeur surf. utile [m]: 10.8 Prod. janv [MWh/janv]: 0.53 Prod. juil. [MWh/juil]: 3.2 production autres mois CO2 évités [tc02/an]: 1.5 * Les indicateurs sont des valeurs estimatives non contractuelles et appelées à évoluer dans le temps (technologies, prix). Pour davantage de précisions, veuillez consulter votre installateur. 20

21 Exemple de rendu cartographique Indicateurs* / surface de base Puissance [kw]: 31 Production [MWh/an]: 28 Investissement [CHF]: Charges [CHF/an]: Subvention RPC [CHF/an]: polycristallin Irr. moy. toit [kwh/m2/an]: Irr. capteur [kwh/m2/an]: Pente moy. [ ] : 6.8 Surf. toiture [m2] : 272 Surf. capteur [m2] : 193 Prod. janv [MWh/janv]: 0.7 Prod. juil. [MWh/juil]: 4 production autres mois CO2 évités [tc02/an]: 1.9 * Les indicateurs sont des valeurs estimatives non contractuelles et appelées à évoluer dans le temps (technologies, prix). Pour davantage de précisions, veuillez consulter votre installateur. 21

22 Exemple de rendu cartographique Indicateurs* / bâtiment Puissance [kw]: 33 Production [MWh/an]: 29.4 Investissement [CHF]: Charges [CHF/an]: Subvention RPC [CHF/an]: polycristallin Irr. moy. toit [kwh/m2/an] : Irr. capteur [kwh/m2/an]: Surf. toiture [m2] : 290 Surf. capteur [m2] : 205 Prod. janv [MWh/janv : 0.7 Prod. juil. [MWh/juil]: 4.3 production autres mois CO2 évités [tc02/an]: 2 Taux de couverture: 125% * Les indicateurs sont des valeurs estimatives non contractuelles et appelées à évoluer dans le temps (technologies, prix). Pour davantage de précisions, veuillez consulter votre installateur. 22

23 Exemple de rendu cartographique ATTENTION: cette carte et ces données indiquent un potentiel uniquement théorique Indicateurs Canton de Genève Puissance [MW]: 659 Production [GWh/an]: 600 Investissement [CHF]: 2.5 mia Charges [CHF/an]: 24 mio Subvention RPC [CHF/an]: 164 mio CO2 évités [tc02/an]**: Taux de couverture*: 20% Indicateurs / Petit-Saconnex Puissance [MW]: 45 Production [GWh/an]: 41 Investissement [CHF]: 169 mio Charges [CHF/an]: 1.6 mio Subvention RPC [CHF/an]: 11.3 mio CO2 évités [tc02/an]**: Taux de couverture: 13% polycristallin * par rapport aux consommations finales en électricité à Genève en 2012 (= GWh, source: OCSTAT) ** par rapport au mix électrique Suisse 23

24 Solaire thermique Plans non vitrés (absorbeurs) Plans vitrés Tubes sous-vides Source: INES Application: préchauffage de l eau, chauffage de piscine Source: Swissolar Application: chauffage de l eau, chauffage d appoint Source: Swissolar Application: chauffage de l eau, chauffage d appoint, procédés technologiques 24

25 Vue synoptique détaillée 25

26 Calcul du rendement des systèmes solaires thermiques A. Capteur solaire B. Conduite de circulation C. Accumulateur D. Pompe E. Installation de chauffage d appoint F. Branchement au réseau d eau chaude source: swissolar Système solaire thermique considéré : capteur, boucle solaire et stockage Production solaire mensuelle ou annuelle = irradiation solaire incidente X rendement Le rendement dépend de : la technologie utilisée (rendement du capteur) ; la période de l année (mois) ; le mode de valorisation (ECS seule ou combinée avec le chauffage, valorisation totale) ; les besoins énergétiques du bâtiment Développement d un calculateur à hepia Cas du chauffage solaire: Nécessité d une enveloppe performante (chauffage à moyenne température 40 C) Qh (besoin utile de chauffage) fixé à 155 MJ/m2/an pour tout bâtiment chauffé 26

27 Exemple de rendu cartographique Indicateurs* / solaire thermique ECS (capteur vitré) Production [MWh/an]: 71 Couverture annuelle [%]: 34 Investissement [CHF]: Charges [CHF/an]: Recettes [CH/an]: CO2 évité [t/an]: 19 Surf. capteur [m2] : 132 m2 capteur / hab [-]: 0.54 Rendement annuel [%]: 46 Prod. janv [MWh/janv]: 1.2 Couverture janv. [%]: 6 Prod. juil. [MWh/juil]: 11.7 Couverture juillet [%]: 75 Surplus annuel [MWh/an]: 6.8 * Les indicateurs sont des valeurs estimatives non contractuelles et appelées à évoluer dans le temps (technologies, prix). Pour davantage de précisions, veuillez consulter votre installateur. Immeuble locatif 27

28 Exemple de rendu cartographique Indicateurs* / chauffage solaire (capteur vitré) Production [MWh/an]: 59 Couverture annuelle [%]: 49 Investissement [CHF]: Charges [CHF/an]: Recettes [CH/an]: CO2 évité [t/an]: 16 Surf. capteur [m2] : 642 m2 capteur / SRE [-]: 0.23 Rendement annuel [%]: 8 Rendement février[%]: 25 Prod. janv. [MWh/janv]: 4.5 Couverture janv. [%]: 19 Prod. mars. [MWh/mars]: 13 Couverture mars [%]: 78 Surplus annuel [MWh/an]: 79 * Les indicateurs sont des valeurs estimatives non contractuelles et appelées à évoluer dans le temps (technologies, prix). Pour davantage de précisions, veuillez consulter votre installateur. Ecole Geissendorf 28

29 Exemple de rendu cartographique Indicateurs* / solaire thermique valorisation totale (sous-vide) Production [MWh/an]: 171 CO2 évité [t/an]: 45 Surf. capteur [m2] : 415 Prod. janv. [MWh/janv]: 4 Prod. juil. [MWh/juil]: 26 * Les indicateurs sont des valeurs estimatives non contractuelles et appelées à évoluer dans le temps (technologies, prix). Pour davantage de précisions, veuillez consulter votre installateur. CERN Potentiel total à l échelle du CERN (CH): 15 GWh/an 29

30 Exemple de rendu cartographique ATTENTION: cette carte et ces données indiquent un potentiel uniquement théorique Production ECS (capteurs vitrés) Petit-Saconnex Production [GWh/an]: 30 Couverture annuelle [%]*: 55 Investissement [CHF]: 111 mio Recettes [CH/an]: 4 mio CO2 évité [t/an]: Production janv. [GWh/janv]: 0.7 Production juil. [GWh/juil]: 4 Rendement moyen [%]: 32 Surplus annuel [GWh/an]: 14 Production ECS (capteurs vitrés) Canton de Genève Production [GWh/an]: 214 Couverture annuelle [%]*: 41 % toiture valorisée: 24 Investissement [CHF]: 930 mio Recettes [CH/an]: 29 mio CO2 évité [t/an]: Production janv. [GWh/janv]: 5 Production juil. [GWh/juil]: 29 Rendement moyen [%]: 30 Surplus annuel [GWh/an]: 107 * Couverture annuelle des besoins totaux en ECS des bâtiments considérés dans l analyse (potentiellement installables) 30

31 Analyses croisées avec d autres données Contraintes patrimoniales limitant l utilisation de panneaux solaires, sur la base des périmètres d inventaire et de classement ; Zones de limitation d éblouissement sur la trajectoire des avions à proximité de l aéroport ; Différentes informations relatives à des opportunités, telles les zones prioritaires de rénovation (lien avec la thermographie) ou les projets de surélévation ; Qualité des toitures, notamment en termes de vétusté, pour accueillir une charge supplémentaire liée aux panneaux Texture et matériaux des toitures Installations solaires existantes (de plus en plus nombreuses!) Etc. 31

32 Perspectives Publication du cadastre solaire phase II après l été sur le portail énergie/sitg. Développement d une interface utilisateur sur un site Web dédié pour une utilisation plus interactive du cadastre solaire, tenant compte des mises à jour régulières des prix et technologies (fin 2014); définir les besoins des différents utilisateurs. Solar map New York Mise à jour du cadastre solaire avec les données LiDAR 2013 (début 2015). 32

33 Merci de votre attention! Gilles Desthieux Peter Gallinelli Reto Camponovo OCEN 33