Plateforme Formation et Evaluation. Bilan énergétique global

Transcription

1 Plateforme Formation et Evaluation Bilan énergétique global 1

2 Contenu Objectif : concevoir une maison à énergie positive 1. Autres besoins 2. Consommation totale 3. Production d énergie renouvelable 2

3 1. Autres besoins 3

4 Besoins de rafraîchissement selon NE Besoins de rafraîchissement B (kwh) Br = A- r.d D : déperditions (kwh) A : apports gratuits (kwh) r : coefficient de valorisation des déperditions (-) Calcul de r r le coefficient de valorisation des apports dépend du rapport X r = A/D r 1 X 1 X ar r ( ar 1) r a r Remarque : D est Positif dans le cas d un bureau qui surchauffe en mi-saison Négatif dans en été ou dan un pays chaud 4

5 Eau chaude sanitaire Energie consommée E E = Vj Nj Nocc Ceau Tec Tef Vj : volume journalier pour 1 personne (ex. : 40 litres) Nj : nombre de jours Nocc : nombre d occupants Ceau : capacité calorifique de l eau = 1,14 [Wh.litre -1.K -1 ] Tec : température d eau chaude (ex. : 40 C) Tef : température d eau froide (ex. : 10 C) 5

6 Exercice 1 Calculer les besoins en eau chaude sanitaire si Vj : 40 litres Nj : 340 jours Nocc : 4 occupants Ceau : 1,14 Wh.litre -1.K -1 Tec : 40 C Tef : 10 C 6

7 Electricité «spécifique» Famille «moyenne» : 3000 kwh Electroménager Eclairage Auxiliaires (Ventilation, pompes ) Famille économe : 2000 kwh 7

8 2. Consommation globale 8

9 Des besoins à la consommation Rendement de régulation Rr Rendement de génération Rgc Consommation régulation T ext T int Energie utile Production Rendement d émission Re Pertes de canalisation appoint Rendement de distribution Rdc Pertes de canalisation solaire 9

10 Des besoins à la consommation Rendement de génération Rge Consommation Rendement de stockage Rs Pertes canalisation Rendement de distribution Rde Energie utile Production 10

11 Radiateurs électriques η = 100 % Chaudière gaz ou bois η = 90 % Rendements Pompe à chaleur géothermale COPs = 3 pour le chauffage COPs = 2 pour l eau chaude EER = 2 pour le rafraîchissement Poële à bois η = 70 % Sous-station réseau de chaleur η = 90 % 11

12 De l énergie utile à l énergie primaire Efficacité équipement Coefficient conversion Besoins Energie utile Consommation Energie finale Consommation Energie primaire 5000 kwh 1 = 5000 kwh 2,58 = kwh 5000 kwh 1/0,90 = 5555 kwh 1 = 5555 kwh 5000 kwh 1/3 = 1667 kwh 2,58 = 4300 kwh 12

13 3. Production d énergie renouvelable 13

14 Photovoltaïque - Principe Champ PV Utilisations Onduleurs - ~ - ~ Limite de concession X X Comptage de non consommation Wh Comptage de l énergie produite par le client Wh Wh Comptage de l énergie fournie au client Schéma de connexion Source : HESPUL Réseau DP 14

15 Calcul rapide Dimensionnement Production d électricité : E=100 [kwh/m²] E = 100 Superficie Calcul simplifié Rendement modules PV η pv Exemple : 15 % Rendement onduleurs η ond - Exemple: 90 % Irradiation incidente dans le plan des capteurs E = Irradiation Superficie η pv η ond 15

16 Exercice 2 Calculer la superficie de capteurs PV à installer pour compenser une consommation d énergie primaire de 6000 kwh si η pv = 15 % η ond = 90 % Irradiation incidente = 1200 kwh /m² 16

17 Chauffe eau solaire Régulation Sonde de température Eau chaude Mitigeur thermostatique Eau mitigée Circulateur Eau froide Echangeur de chaleur 17

18 Dimensionnement Logiciel Calsol Taux d économie d énergie Exemple : 50 % Chauffe eau solaire 18

19 Exercice 3 Calculer l énergie économisée dans le cas suivant Besoins d eau chaude: 2000 kwh Rendement de la chaudière pour assurer ces besoins : 90 % Taux économie d énergie = 50 % 19

20 Dimensionnement Logiciel Calsol Taux d économie d énergie Exemple : 30 % Chauffage solaire 20

21 Bois Autres énergies Energie 100 % renouvelable? Efficacité équipement Coefficient conversion Besoins Energie utile Consommation Energie finale Consommation Energie primaire 5000 kwh 1/0,90 = 5555 kwh 1 = 5555 kwh Réseaux de chaleur Taux d énergie renouvelable 21

22 Exercice Armadillo Box En supposant qu un couple de 2 personnes habitent l Armadillo Box Calculer l ensemble des besoins énergétiques du bâtiment Calculer la consommation dans les deux cas suivants Chaudière gaz Pompe à chaleur Calculer la surface de capteur photovoltaïque à installer pour concevoir une maison à énergie positive 22