Retour d'expérience installations solaires thermiques

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1 Retour d'expérience installations solaires thermiques Asder Xavier Cholin 17 février 2011

2 Plan 1.Rapide présentation d INES 2.Particularités du 3.Suivi de CESI (TélésuiWeb) 4.Suivi de Systèmes Solaires Combines (SSC) 5.Points de vigilance

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4 C...

5

6

7 Particularités du

8 Le principe de base est très simple Sonde de température Régulation Circulateur Echangeur de chaleur

9 Très simple Mais : Un défaut sur la partie solaire peut passer inaperçu, si l appoint fait son travail. Les fabricants proposent de nombreuses configurations La mesure de la performance n est pas «évidente»

10 "Plus le capteur est chaud, moins il produit! " 1.0 tubes sous-vide Rendement 0.8 utilisable pour hautes températures (60 à 150 C) 0.6 capteur plan vitré 0.4 utilisable pour températures moyennes (20 à 70 C) 0.2 capteur non vitré Ecart de T / Ensoleillement utilisable en été, pour basses températures (< 30 C) - + température

11 Un système ne "produit que si l'on s'en sert" installation solaire surdimensionnée installation solaire sousdimensionnée productivité = 500 kwh/m² productivité = 375 kwh/m² Production Solaire (kwh) Production solaire (kwh) Taux de couverture des beoins (%) Consommation journalière (l/j) Taux de couverture des besoins (%) Source : CLIPSOL

12 Les apparences peuvent être trompeuses! 200 l/j à 50 C 330 jours /an 2680 kwh 2600 kwh 200 l/j à 50 C 330 jours /an 2680 kwh Quel système est le plus performant?? 2300 kwh

13 Les apparences peuvent être trompeuses! (2) 1870 kwh 200 l/j à 50 C 330 jours /an 2680 kwh rendement ballon = 60 % pertes = 1790 kwh 2600 kwh 1530 kwh 200 l/j à 50 C 330 jours /an 2680 kwh Celui qui consomme le moins d'appoint! rendement ballon = 70 % pertes = 1150 kwh 2300 kwh

14 ALORS Est-ce que ça marche??

15 Peu d'installations instrumentées Nombre approximatif d'installations (fin 2010) CESI > SSC > Nombre approximatif d'installations instrumentées Ademe : 120 (suivi terminé) TélésuiWeb : 100 (en cours) Eval SSC : 35 (terminé) Solcombi 2 : 20 (terminé) Combisol : 14 (en cours) CESC quelques centaines GRS : 200 à 300 (en cours) TélésuiWeb : 200 (en cours) Total > < 1000 Installations suivies < 0,5 % du total!!

16 Chauffe-eau solaires Vérification de la production solaire utile Energie utile mesurée Systèmes solaires combinés Vérification de l'économie d'énergie d'appoint Taux d'économie d'énergie mesuré Energie utile théorique Garantie de Résultats Solaires Contrôle de bon fonctionnement Taux d'économie d'énergie "idéal" Méthode FSC

17 TélésuiWeb Consultable sur :

18 Principes Contrôle de bon fonctionnement des installations solaires de production ECS neuves ou existantes, non couvertes par GRS : Chauffe Eau Solaires Individuels Installations collectives hors GRS Implication d INES : Fourniture du ou des compteurs d énergie nécessaires (payés par pouvoirs publics) Visite sur place Calcul personnalisé pour chaque projet Implication du maître d ouvrage exploitant : Prise en charge de la pose des compteurs hydrauliques Relevé mensuel des compteurs pendant 5 ans

19 Points de vigilance Méthode SOLO Besoins ECS Ratio de performance = Energie solaire utile mesurée Energie solaire utile théorique Energies (kwh) Ratio de performance

20 Métrologie nécessaire Compteur électrique kwh Sonde de T Mesure de débit avec sonde de T intégrée kwh Schéma compteur appoint intégré électrique

21 Page de saisie des mesures valeurs à saisir

22 Page d affichage des résultats

23 Evolution du nombre d'installations suivies, avec répartition par ratio de performance annuel Nombre de sites Installations individuelles Ratio de performance annuel > 1 0,8 à 1 0,6 à 0,8 0,4 à 0,6 0,2 à 0,4 0 à 0, déc-07 janv-08 févr-08 marsavr-08 mai-08 juin-08 juil-08 août-08 sept-08 oct-08 nov-08 déc-08 janv-09 févr-09 marsavr-09 mai-09 juin-09 juil-09 août-09 sept-09 oct-09 nov-09 déc-09 janv-10 févr-10 marsavr-10 mai-10 juin-10 juil-10 août-10 sept-10 oct-10 nov-10 déc-10 janv-11 Efficacité 80 % : 61 % Efficacité < 80 % : 39 % Efficacité de l ensemble sures 12 derniers mois : Appoint séparé : 0,90 Appoint intégré : 0,80

24 Productivité en fonction du rapport irradiation/charge Points de vigilance Productivité en Productivité énergie (kwh/an.m²) utile (kwh/m².an) Ratio de performance annuel > 1 0,8 à 1 0,6 à 0,8 0,4 à 0,6 0,2 à 0,4 0 à 0,2 Mauvais Bon fonctionnement ,2 11 Bon Surdimensionnement Installations individuelles

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27 Une analyse complémentaire des audits Qualit'Enr Certains problèmes de fonctionnement ne sont pas décelables lors de l'audit

28 Précautions Bien positionner le compteur Eau chaude Permet de contrôler le fonctionnement du circuit capteur, Eau froide pas le bon fonctionnement du système

29 solaire thermique Points de vigilance 160 kwh mesurés Primaire Utile Besoin juil aout sep oct nov dec jan 2009 Ballon très chaud, pertes élevées fev mar avr mai Ballon préchauffé, pertes faibles, primaire utile juin juil aout sep oct nov dec jan 2010 fev mar avr mai juin juil aout Thermosiphon

30 Suivi de SSC : une métrologie plus complexe Chaudière d'appoint C1 C1' C5 Eau chaude sanitaire θi Ic θe C3' Capteurs solaires Circuits de chauffage C4' C4'' C4 C3 θ θ FOURNITURE TRANSFERT, STOCKAGE, REGULATION ET DISTRIBUTION C2 Régulation Wsol C7 C6 Piscine Boucle de décharge UTILISATION source : Ines Education Objectif : évaluer l'économie d'énergie (C1) Mesures des besoins chauffage et eau chaude sanitaire

31 Le diagramme caractéristique des SSC Permet de visualiser rapidement la qualité d'un système 100% 90% 80% Fsav,th limites de la plage de bon fonctionnement 70% 60% Taux d'économie réel Méthode FSC développée dans le cadre de la tâche 26 de l'aie 50% 40% 30% 20% + Efficacité du système 10% FSC 0% Irradiation faible Maison grande et peu isolée Petite surface de capteurs - Irradiation Taux d'économie forte Maison maximal petite théorique et bien isolée Grande surface de capteurs source : Tâche 26 - AIE

32 Une soixantaine de SSC suivis en France, Allemagne Suède et Autriche Points de vigilance 100% 90% 80% 70% Taux d'économie d'énergie thermique Entrée générateur d'appoint Plage de bon fonctionnement Combisol: systèmes assemblés sur site Solcombi2: systèmes compacts bon acceptable insuff isant 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% FSC -10% 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 source : Ines Education Productivité en énergie économisée : 300 à 600 kwh/m².an Cible principale : maisons individuelles après réhabilitation thermique

33 Mesures en laboratoire Points de vigilance 100% 90% 80% 70% Taux d'économie d'énergie thermique Plage de bon fonctionnement Fabricant 1 Fabricant 2 Fabricant 3 60% 50% 40% 30% Lab In situ 20% FSC 10% Sortie générateur d'appoint 0% 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Mesures en laboratoire sur des séquences de 12 jours Bonne cohérence des mesures sur site et en laboratoire ss Objectif : méthode de caractérisation globale pour normalisation des essais source : Ines Education

34 Vers une étiquette énergie pour les systèmes? Points de vigilance Résultats globaux du programme EvalSSC A ++++ B +++ C ++ + D 0 E fabricant A 1 fabricant B 2 fabricant C3 fabricant D4 fabricant E5 Objectif : progresser vers un étiquetage simple des systèmes Intégration dans norme EN et pren 12977?

35 solaire thermique Points de vigilance Perspectives kwh Dans le neuf, maison passive : 1.besoins de chauffage < 15 à 20 kwh/m² 2.besoins résiduels de plus en plus concentrés sur les mois les plus défavorables (décembre et janvier), peu ensoleillés et froids : facteur limitant = ressource solaire Consommation référence ECS Consommation référence chauffage + ECS Energie incidente capteurs Energie économisée Dans l'existant : 1.rénovation thermique du bâti 2.réduction des besoins de chauffage à des valeurs comprises entre 50 et 100 kwh/m² 3.baisse des températures de distribution (radiateurs basse température) kwh Consommation référence ECS Consommation référence chauffage + ECS Energie incidente capteurs Energie économisée J F M A M J J A S O N D 0 J F M A M J J A S O N D Un SSC ne se justifie plus! Par contre, installer un CESI! économie d'énergie principale en mi-saison (février à avril et octobre). Cible : 14 millions de maisons individuelles existantes!

36 Les points de vigilance en

37 Avant d acheter Chauffe-eau solaires Systèmes solaires combinés Matériel «0 Solaire» (Enerplan) Installateur Qualisol Préfabrication/compacité Régulation commune solaire et chaudière Chaudière performante

38 Lors de l installation Chauffe-eau solaires Systèmes solaires combinés Lyres anti thermosiphon Consignation des valeurs de réglage Raccordement de la soupape de sécurité Purge du circuit capteurs Formation Si appoint séparé, prévoir un «shunt» pour l été Chasse aux ponts thermiques sur l hydraulique

39 Lyres, consignation et soupape

40 Shunt de l appoint séparé SHUNT Eau à température de consigne Eté Hiver R Eau froide Eau réchauffée

41 Isolation des tuyauteries / ponts thermiques

42 Pendant la vie du système Chauffe-eau solaires Utiliser. Systèmes solaires combinés - Couper l appoint l été - Vérifier la pression - Vérifier la montée en température du bas de ballon - Vérifier l abscence de thermosiphon nocturne Régler la «courbe de chauffe» le plus bas possible

43 Effet courbe de chauffe (kwh) 140% 120% 100% 80% 60% Apports solaires (kwh) Appoint (kwh) Diminution des apports solaires + 15 % % - 22 % % 20% Augmentation de la consommation d'appoint Température de départ ( C) 0%

44 Merci de votre attention Asder 17 février 2011