Guide de projet solaire thermique pour les bâtiments collectifs

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1 Avec le sutien de : Avec le sutien de : Guide de prjet slaire thermique pur les bâtiments cllectifs Ce guide vus explique : dans quel cntexte se dévelppe le slaire thermique cmment ça marche ses usages dans les bâtiments cllectifs quelles snt ses exigences cmment passer à l acte quelles snt les étapes d un prjet SOMMAIRE : Cntexte et enjeux Atuts de la filière slaire thermique Le slaire thermique en Pitu- Charentes Aspects techniques généraux Maintenance et suivi Aspects écnmiques Réussir un prjet slaire thermique

2 Cntexte et enjeux La cnsmmatin d énergie est cntinuellement en augmentatin, ce qui nus rend de plus en plus dépendants des ressurces fssiles et nucléaires épuisables et frtement plluantes. De ce fait, nus aggravns tus les jurs le prblème de l effet de serre et cntribuns frtement au réchauffement climatique. En France, pur nus lger (habitat et tertiaire), nus cnsmmns 42 % de l énergie primaire. 53% de l énergie (Pétrle, Gaz et Charbn) est frtement émettrice de CO 2 cntribuant au changement climatique. 93% de ntre énergie (Pétrle, Gaz, Charbn et Nucléaire) prvient de ressurces naturelles épuisables dans un avenir prche. Cela implique que dans les années à venir, le prix de l énergie va frtement augmenter. Surce : L énergie slaire thermique cncerne la prductin de chaleur à partir de capteurs slaires. Elle se distingue du phtvltaïque qui permet de prduire de l électricité. Les principales applicatins slaires thermiques snt la prductin d eau chaude, le chauffage des bâtiments et le chauffage des piscines. Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 2 sur 10

3 On ciblera en pririté les bâtiments qui cnsmment de l eau chaude sanitaire tute l année : - les lgements publics u privés (lgements sciaux, cprpriétés) ; - les maisns de retraite ; - les établissements de santé (hôpitaux, cliniques, centres d accueil spécialisés) ; - les piscines - les bâtiments industriels ; - les laiteries et frmageries ; - les établissements pénitenciers... On étudiera au cas par cas : - les hôtels, les campings ; - les centres cmmerciaux ; - les établissements sprtifs ; - les cantines ; - les crèches... Atuts de la filière slaire thermique L utilisatin du slaire thermique présente les atuts suivants : Atuts envirnnementaux : Lutte cntre le dérèglement climatique Lutte cntre l épuisement des ressurces fssiles Energie valrisant les ressurces lcales Atuts écnmiques : Autres atuts Dévelppement de l empli en France Slutin cntre l inflatin du cût de l énergie Indépendance énergétique lcale, réginale et natinale. Gain en terme d image Avec le Grenelle Envirnnement, diminuer la cnsmmatin des bâtiments de 40% passe ntamment par la généralisatin de l eau chaude slaire cllective dans le neuf et la rénvatin énergétique. Le slaire thermique en Pitu-Charentes Une dynamique frte de la régin La Régin Pitu-Charentes impulse le dévelppement du slaire thermique depuis plus de 10ans. On bserve depuis 7 ans une évlutin crissante des installatins slaires cllectives. Le grupe de travail slaire thermique Pitu-Charentes l ADEME et la Régin Pitu-Charentes nt mis en place quatre grupes de travail (technique, suivi/explitatin, cmmunicatin, frmatin) afin de valriser et expliter le ptentiel slaire thermique. La réunin de tus les acteurs de la filière (bureaux d'étude technique, fabricants, installateurs, partenaires institutinnels et assciatifs, explitants et rganismes prfessinnels) a pur but de pérenniser le dévelppement du slaire thermique. Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 3 sur 10

4 Aspects techniques généraux Principe de fnctinnement du slaire thermique Fnctinnement d un système slaire thermique Un système slaire thermique est principalement cmpsé : d une bucle slaire primaire cmprenant le capteur slaire et l échangeur pur cnvertir et transférer les calries slaires d un balln de stckage slaire pur accumuler et cnserver ses calries d'un appint pur cmpléter la prductin d énergie d une régulatin pur pilter l installatin Le taux de cuverture. Le taux de cuverture des besins d eau chaude sanitaire crrespnd à la cuverture du besin en eau chaude sanitaire par la prductin slaire utile. Un chauffe eau slaire cllectif cntribue à cuvrir une partie des besins d eau chaude sanitaire. Le taux de cuverture annuel varie entre 40 et 60 %, dans la majrité des cas. Il est généralement dimensinné pur cuvrir l ensemble des besins en péride estivale. L intérêt d un système slaire est avant tut d écnmiser de l énergie d appint. Bien évaluer les besins en eau chaude Ils snt à la base du dimensinnement de l installatin slaire. Pur des bâtiments existants, n prcèdera à des relevés de cnsmmatins sur une péride définie. Pur des bâtiments neufs, n appliquera des dnnées types seln l usage du bâtiment et la fréquentatin. Attentin à ne pas surévaluer ces besins, cela ccasinnerait des surchauffes et cnduirait à un vieillissement prématuré de l installatin. Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 4 sur 10

5 Capteurs slaires thermiques Fnctinnement d un capteur slaire Les capteurs slaires thermiques nt pur fnctin de cnvertir le raynnement slaire en chaleur. Cette captatin d énergie est véhiculée par un fluide calprteur vers un vlume de stckage. La qualité de la cnversin d énergie dans un capteur slaire thermique est caractérisée par sn rendement. Il varie en fnctin de la technlgie du capteur mais aussi du raynnement slaire et des cnditins de températures de fnctinnement. Principales technlgies Plan vitré Sus vide Mquette Aspect Usages Chauffage, eau chaude sanitaire, Climatisatin Chauffage, eau chaude sanitaire, Climatisatin Chauffage piscine Type d implantatin Surimpsitin intégratin Titure terrasse u au sl Aspect Aspects envirnnementaux : Le temps de retur énergétique d une installatin slaire thermique cllective est d envirn 2 ans (analyse de cycle de vie prenant en cnsidératin la cmpsitin de l installatin, l'énergie cnsmmée pur sa fabricatin, sn transprt, sn recyclage et l'énergie prduite pendant sa durée de vie).energie Tableau illustrant la quantité de CO2 évitée annuellement par m² de capteur slaire évité / m² Les capteurs snt recyclables à 99 %. Energie substituée Charbn Fiul Dmestique Gaz naturel Electricité CO2 évitée /m²capteur 240 kg 190 kg 150 kg 50 kg Certificatin française (Avis Technique du CSTB) u Certificatin eurpéenne (Slar Keymark) : Ces 2 certificatins attestent de la cnfrmité aux nrmes EN et EN 12976, relatives respectivement aux capteurs slaires et aux systèmes slaires thermiques des prduits visés. Garanties : La durée de vie d'un capteur est d'au mins 20 ans. La plupart des capteurs snt garantis 10 ans par les fabricants. Nus vus cnseillns de vus rienter vers les fabricants ayant le plus de retur d expérience et de recul. Cncernant la mise en œuvre, il est suhaitable d avir recurs à une entreprise qualifiée, Recnnu Garant de l envirnnement (RGE). Des listings snt dispnibles au CRER. Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 5 sur 10

6 Différents systèmes Une slutin pur chaque situatin Stckage cllectif de l eau chaude slaire et de l appint Stckage cllectif de l eau chaude slaire et appint individuel Stckage individuel de l eau chaude slaire et appint individuel Schéma de principe Avantages et limites + : Slutin plus adaptée aux installatins centralisées existantes + : Slutin la mins chère à l investissement - : Nécessité d un buclage sanitaire dans la majrité des cas + : S adapte facilement sur des installatins individuelles de prductin d eau chaude + : Buclage sanitaire nn systématique - :Grande vigilance vis-à-vis du dévelppement de la léginellse + : Permet l installatin de systèmes slaires en l absence de place pur un balln cllectif + : Pas de buclage sanitaire - : Nécessite plus d espace dans les lgements - : Slutin plus cuteuse à l investissement Deux principes de transfert des calries slaires Circulatin frcée sus pressin Circulatin frcée autvidangeable Schéma de principe Intérêts Précautins - Principe le plus répandu - Cnvient à tus types de capteurs - Nmbreux rganes hydrauliques (supape de sécurité, clapet anti thermsiphn, vannes d islement, vase d expansin, purgeurs d air - Supprime tus risques de vaprisatin du fluide - Cnvient aux bâtiments à usage intermittent - Mise en œuvre rigureuse - Ne cnvient pas aux installatins avec : - capteurs sus u au même niveau que le lcal technique, - capteurs nn vidangeables Nus vus cnseillns de faire appel à ns services pur réaliser une étude d pprtunité. Nus évaluerns vs besins en eau chaude sanitaire et les pssibilités techniques et écnmiques de vtre prjet. Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 6 sur 10

7 La maintenance et le suivi de bn fnctinnement Il faut s assurer du fnctinnement de sn installatin dans le temps. Pur cela il est frtement cnseillé de : réceptinner l installatin en présence de tus les acteurs du prjet mener une maintenance et une explitatin intelligente instrumenter systématiquement Un défaut sur la partie slaire peut passer inaperçu si l appint «fait sn travail» : les utilisateurs dispsent tujurs d eau chaude. Mais : Le besin d eau chaude sanitaire est cuvert en intégralité par l appint ; Les perfrmances prévisinnelles ne snt pas atteintes ; Le bilan écnmique est dégradé ; L installatin slaire (jints, raccrds, ) se dégrade du fait d imprtantes mntées en température ; La réceptin La réceptin est une phase cruciale à la prise en main de sn installatin. Afin qu elle sit bénéfique et cnstructive à tut un chacun, un prtcle de réceptin a été élabré par le grupe de travail maintenance/suivi de bn fnctinnement, mis en place par l ADEME et la régin Pitu-Charentes. Il est dispnible en téléchargement sur le site de l ADEME Pitu-Charentes, rubrique slaire thermique (vir lien en bas de page). L entretien et la maintenance Les premières années de la vie d une installatin déterminent beaucup celles qui suivrnt. Avant d atteindre un régime d explitatin de crisière, une durée de tris années peut être nécessaire. Le premier cntrat d entretien dit être engagé dès la réceptin. Il est cnseillé de privilégier un seul et même prestataire pur l entretien de l installatin slaire et de la chaufferie. De plus une maintenance légère préventive peut être réalisée par les services techniques du maître d uvrage. Des frmatins à la prise en main d une installatin slaire snt dispensées en régin et peuvent être suivies par les agents techniques. Installatin S<50m² 50<S<100m² S>100 m² 1 tus les 1 / an Nb de visites 1 / an 2ans minimum Cût en 75 et à TTC/visite Exemples de fréquences et cûts d entretien Le suivi de bn fnctinnement Le suivi de bn fnctinnement passe par une instrumentatin systématique des installatins. L instrumentatin est la seule et unique manière d évaluer les perfrmances de l installatin. Il nécessite dnc un investissement dans des équipements de métrlgie, afin d évaluer la prductin slaire utile. A cet effet, un tableau de brd de suivi des installatins slaires thermiques cllectives est à vtre dispsitin en téléchargement sur le site de l ADEME Pitu-Charentes, rubrique slaire thermique (vir lien en bas de page). Nus nus inscrivns dans le dévelppement pérenne de la filière slaire thermique. Acteurs du slaire thermique depuis plus de 10 ans, nus travaillns à la frmatin et à la vulgarisatin des bnnes pratiques slaires. Nus vus accmpagnns jusqu'à la cncrétisatin de vtre prjet. Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 7 sur 10

8 Aspects écnmiques Maintenant que vus cnnaissez le fnctinnement du slaire thermique, les bligatins de maintenance et de suivi de bn fnctinnement, vici les infrmatins financières, les aides ptentielles qui vnt vus permettre de valider vtre prjet. Quel investissement? Les cûts recensés d une installatin slaire thermique snt fnctin du type et de la taille du prjet. Ils snt généralement cmpris entre 600 HT/m² et 1200 HT/m²sur la partie slaire. Quelles aides? Après évaluatin du cût de l pératin et cmparaisn des devis des entreprises, il faudra vérifier que le mntant est inférieur au seuil d éligibilité du dispsitif des aides financières : HT/m² de capteurs Les aides réginales 2015 Fnd Réginal d Excellence Envirnnementale Pitu-Charentes (FREE) pur les pératins slaires thermiques inférieures à 25 m² L aide du FREE sera plafnnée à 600 /m² de capteurs Les aides ADEME Fnds Chaleur 2015 pur les pératins slaires thermiques supérieures à 25 m² L aide ADEME sera plafnnée à 1 /kwh slaire utile prduit Exemple d un blc sanitaire de camping Tutes les précisins cncernant les cnditins des dssiers de demande de subventins snt dispnibles au CRER. N hésitez pas à nus cntacter pur tutes infrmatins relatives aux énergies renuvelables et à la maîtrise de l énergie Quelques chiffres : - Surface capteurs : 15 m² - Vlume balln slaire : 1000 litres - Investissement : 950 HT/m² - Aides ptentiels : Ecnmie sur 20 ans : Ecnmies d explitatin : 580 /an Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 8 sur 10

9 . Réussir un prjet slaire thermique ETAPE 1 - CONCEPTION et DEMARCHES PREALABLES Réaliser une étude d pprtunité à l aide ntamment des indicatins suivantes : - relevés de cnsmmatins d eau chaude (si nn dispnibles, faire une campagne de mesures) - fréquentatin mensuelle, prfil jurnalier, taux d ccupatin du site Réaliser une étude suivant la méthdlgie du cahier des charges de l ADEME Prévir le dispsitif de cmptage énergétique pur assurer le suivi de la prductin slaire utile Respecter le cahier des charges de l instrumentatin slaire Appliquer le suivi à distance de la prductin énergétique des installatins slaires > 50m² Evaluer le cût de l pératin et cmparer les devis des entreprises Vérifier que le mntant est inférieur au seuil d éligibilité du dispsitif des aides financières : pératins slaires thermiques supérieures à 25 m² Prendre cnnaissance et répndre à l Appel à prjets Réginal ADEME - Fnds Chaleur pur l attributin d une subventin (dssier à envyer cmplet avant de passer la cmmande) pur tute pératin d une surface de capteurs supérieure à 25 m² pératins slaires thermiques inférieures à 25 m² Demander une aide financière auprès du FREE 2015 (Fnds Réginal d Excellence Envirnnementale Régin Pitu - Charente) ETAPE 2 REALISATION et RECEPTION Réceptinner et s assurer de la bnne mise en service de l installatin Suivre le prtcle de réceptin des installatins slaires thermiques cllectives ETAPE 3 MAINTENANCE - ENTRETIEN Prévir une prestatin de maintenance u d entretien curant des installatins afin de garantir le bn fnctinnement des équipements sur la durée Se référer au prtcle de maintenance des installatins slaires thermiques cllectives Se référer à la fiche de synthèse Relevés de fnctinnement (à cnsigner dans le cahier de chaufferie à chaque visite) ETAPE 4 - SUIVI - EXPLOITATION Suivre les perfrmances de l installatin afin d anticiper les dysfnctinnements éventuels Remplir le tableau de brd de suivi des installatins slaires thermiques cllectives Nus puvns vus accmpagner sur tutes les étapes de vtre prjet slaire. De l étude d pprtunité, sus simple adhésin à l assciatin, jusqu au suivi et l explitatin, à travers une visite technique de vtre installatin, sus frme d une prestatin persnnalisée. Vtre cntact : Pierrick Benist Tel : Mail : pierrick.benist@crer.inf Web Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 9 sur 10

10 Annexe Guide de prjet slaire thermique cllectif Page 10 sur 10