Formation Bâtiment durable-energie Cycle 2013

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1 Formation Bâtiment durable-energie Cycle 2013 Production d'électricité renouvelable : énergie solaire photovoltaïque et éolienne Ing. Jérémie DE CLERCK Service du Facilitateur Bâtiment Durable Spécialiste Energies Renouvelables

2 Les objectifs de la présentation Comprendre le fonctionnement du solaire photovoltaïque et de l éolien Les procédures administratives Aides à l investissement et à la production disponibles en RBC 2

3 Plan de l exposé SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE Le PV en quelques chiffres Aspects techniques BIPV (intégration architecturale des modules) Incitants financiers et procédures administratives Outils d aide accessibles en RBC LES TURBINES EOLIENNES Le potentiel éolien Aspects techniques Incitants financiers Outils d aide accessibles en RBC 3

4 Le solaire photovoltaïque SOMMAIRE Le solaire photovoltaïque en quelques chiffres Les aspects techniques Les incitants financiers et procédures administratives 4

5 Puissance installée et perspectives Source: EF4 asbl Au 31/12/2011 Wallonie Flandre Bruxelles Début du mécanisme de soutien Puissance installée 192 MW MW 7MW Puissance installée par habitant 56 Wc/hab 231 Wc/hab 6 Wc/hab RBC 2020: 73 MW c? 5

6 Du Soleil à la Terre La lumière solaire est émise sous forme d ondes électromagnétiques qui se déplacent dans le vide L énergie de ces ondes est transportée par les Photons Les photons transmettent l énergie à la particule qu ils percutent.. 6

7 L effet photovoltaïque - Apparition d une tension aux bornes d un matériau semiconducteur exposé à la lumière - Production d un courant continu 7

8 Notions de base Watt-crête (Wc) puissance électrique maximale fournie dans des conditions standard de test: - un ensoleillement de W/m 2 ; - une température des panneaux de 25 C ; - une répartition spectrale du rayonnement dit AM 1.5 Wattheure (Wh) 1Watt-heure énergie consommée ou délivrée par un système d une puissance de 1 Watt pendant une heure. Silicium polycristallin 8

9 Surface PV correspondante à 1 kwc Modules Monocristallins à haute performance (6 à 9 m2) Polycristallins (7,5 à 10 m2) CIS-CIGS (9 à 11 m2) TeCd (12 à 17 m2) Silicium amorphe (14 à 20 m2) 9

10 Types de cellules photovoltaïques (1) Cellules en silicium cristallin - PV Monocristallin Un seul cristal de grande dimension. Cellules d'un bleu uniforme. - rendement de 12% à 20% - ratio Wc/m 2 (~150 Wc/m 2 ) densité de production intéressante - Coût au PV polycristallin 10

11 Types de cellules photovoltaïques (2) Cellules en silicium cristallin - PV Polycristallin Plusieurs cristaux. Mosaïque de cristaux de taille, de forme et d orientations différentes. Cellules carrées. - rendement, de 11% à 15% - ratio Wc/m2 (~100 Wc/m2) - coût au PV monocristallin Panneaux à base de cellules au silicium monocristallin (Mono c-si), polycristallin (multi c-si) en ruban (ribbon-sheet c-si) 90% du marché [Panneaux de 1 ère génération]

12 Types de cellules photovoltaïques (3) Cellules en couches minces Pose sous vide sur une fine couche uniforme composée d un ou de plusieurs matériaux semi-conducteurs. - Cellule au silicium amorphe Le semi-conducteur est du silicium. - fonctionne avec un éclairement faible ou diffus, intégration sur support souple ou rigide, Faible rendement en plein soleil (5% à 7%), surfaces plus importantes à production équivalente au silicium cristallin - CdTe, CIGS,etc.. Nouveaux concepts 12

13 Rendements typiques Couches minces Modules Record en laboratoire Dye Sensitized 3-5 % 11,0% Silicium Amorphe Multijonctions (α-si) 4-6,5 % 13,2% Silicium Microcristallin sur verre (CSG) 5-8 % Micromorphe 8-9 % Tellure de Cadmium (CdTe) 6-10 % 16,5% Cuivre Indium Sélénium (CIS) 9-12 % 19,5% Silicium cristallin Silicium Ruban % 18,0% Silicium Polycristallin (p-si) % 20,3% Silicium Monocristallin (m-si) % 21,6% Silicium Monocristallin Haute performance % 24,7% Concentration Cellules Triple-Jonctions GaInP/GaAs/Ge % 41,1% 13

14 Modules solaires photovoltaïques Ensemble de plusieurs cellules connectées entre elles en série, ou (plus rarement) en parallèle. Connexion nécessaire pour augmenter la puissance (Pmax 320 W) Cellules soudées 2 à 2 par un ou plusieurs collecteurs métalliques en forme de ruban Connexion du contact en face avant (pôle négatif) au contact en face arrière (pôle positif) 36 à 72 cellules en série 14

15 Schéma de système PV Sectionneur courant continu Compteur "certificats verts" Applications électriques Courant continu Courant alternatif Tableau Électrique (avec protection différentielle) Générateur photovoltaïque Onduleur Disjoncteur courant alternatif Différentes fonctions de l onduleur : - Transformation DC en AC - Fonction de synchronisation avec le réseau - Recherche permanente du point de puissance maximal (MPP) - Fonction de découplage du réseau Energie Facteur 4 asbl Compteur électrique Existant (GRD) Réseau 15

16 Intégration en toiture Toiture inclinée Toiture plate ANCRAGE LESTAGE SYSTÈME D ASPIRATION/DEPRESSION 16

17 Intégration en toiture Toiture plate (modules flexibles) Pose verticale en façade 17

18 BIPV - Building Integrated PV Pose verticale (intégration en façade) Intégration en façade semi-transparente 18

19 BIPV - Building Integrated PV Intégrations architecturales alternatives 19

20 Les aides à la production /1 Les certificats verts - Octroi d 1 CV pour toute production d électricité verte permettant d éviter l émission de 217 kg de CO 2 - nombre de CV proportionnel aux économies de CO 2-1 CV/217kg de CO 2 évités 1,818 CV/MWh PV - Validité des CV: 5 ans - Période d octroi : max 10 ans après mise en service, (prolongeable sous conditions) 20

21 Les aides à la production /2 Nombre de Certificats verts octroyés Avant le 20 octobre 2012 Octroi de certificats verts Revenus financiers m 2 1 CV pour la PRIX MARCHE # de CV/MWh production de (CV à 85 ) Toutes tailles 5CV / MWh 200 kwh 425 /MWh Moins de 5kVA (personnes morales et 7CV / MWh 143 kwh 600 /MWh pouvoirs publics) Date de mise en service postérieure au 20 octobre 2012 (Arrêté 20/07/2012) Octroi de certificats verts # de CV/MWh Toutes tailles 4CV / MWh 1 CV pour la production de Revenus financiers PRIX MARCHE Revenus financiers PRIX GARANTI (CV à 85 ) (CV à 65 ) 250 kwh 340 /MWh 260 /MWh 21

22 Les primes à l investissement /1 Bâtiments résidentiels neufs passif ou rénovés basse énergie - Propriétaires, locataires, usufruitier, - Montant de la prime modulé en fonction des revenus du ménage et plafonné à 30% de la facture des travaux éligibles 0,25 /Wc 0,5 /Wc 1 /Wc - Catégorie Limite revenus - isolé Limite revenus - couple A Plus de Plus de B Entre et Entre et C Moins de Moins de

23 Les primes à l investissement /2 Bâtiments tertiaires ou industriel neufs passifs ou rénovés basse énergie - Montant de la prime: 0,25 /Wc - Plafond: 30% des coûts éligibles de la facture 23

24 Autres aides à l investissement /1 Aides à l investissement UDE pour les entreprises - varie en fonction de la taille de l entreprise: pour les micro et petites entreprises 45 % du montant de l'investissement éligible; pour les moyennes entreprises 35 % du montant de l'investissement éligible; pour les grandes entreprises 25 % du montant de l'investissement éligible. 24

25 Autres aides à l investissement /2 Déduction fiscale pour investissement économiseur d énergie dans les entreprises Pour les entreprises industrielles, commerciales ou agricoles (exploitées par une personne physique ou morale) et les titulaires de professions libérales La déduction est de 15,5 % de l investissement pour 2012 (exercice d'imposition 2013). 25

26 Les turbines éoliennes SOMMAIRE Le potentiel éolien Les aspects techniques Incitants financiers et procédures administratives Aides à l investissement et à la production disponibles en RBC 26

27 Potentiel éolien Faible potentiel éolien (9.500 MWh) évalué en RBC notamment du fait de contraintes liées à la proximité de l aéroport. 27

28 Classification des éoliennes Classification selon la puissance de la turbine (HAWT) Dénomination Diamètre du rotor [m] Aire balayée [m²] Puissance [kw] Micro Mini Domestique Petite commerciale Moyenne commerciale Grande commerciale Source: Energieplus

29 Classification selon le principe de fonctionnement Eoliennes à axe horizontal (HAWT) ou vertical (VAWT) 29

30 Classification selon le nombre de pales Nombre de pales Monopale bipale tripales multi-pales 30

31 Schéma d une turbine éolienne à axe horizontal 31

32 Effets de vent à proximité d un obstacle Comportement du vent autour d un bâtiment 32

33 Les incitants financiers Primes à l investissement - Soutien financier pour les études de faisabilité et audits nécessaires à l implantation d une éolienne % du montant de la facture pour l étude, la fourniture et le placement du matériel. Certificats verts - Octroi de base: une installation reçoit 1,818 CV/MWh produit - Eolienne (175 kw): E=350 MWh => 350*1,818 CV= 636,3 CV Déduction fiscale pour inv EE - La déduction est de 15,5 % de la valeur d'investissement de l éolienne. 33

34 Procédure administrative Permis d urbanisme Permis d urbanisme à durée limitée Permis d environnement - Installations et parcs éoliens classés en: classe 1C (1 à 250 kw) classe 1B (>250 kw à 1MW) classe 1A (> 1 MW) - Le permis d environnement de classe 1 sont à introduire auprès Bruxelles Environnement. 34

35 Points d attention Rôle déterminant masi différencié des mécanismes de marché et des aides publiques dans le développement et l utilisation de ces 2 sources d énergie renouvelables Indispensable pour l éolien Limité au CV pour le solaire PV Potentiel de développement éolien limité en RBC. En zone urbaine, l espace territorial et l urbanisation importante limite le développement des sources d énergie renouvelables détachées du bâti L énergie solaire (thermique & PV) produites en toiture offre l un des plus gros potentiels économiques 35

36 Outils, sites Internets, Documentation, formulaires et info : Bruxelles Environnement, Conseils gratuits: Service Facilitateur Bâtiments Durables - Service de conseils généraux & techniques pour toutes les thématiques - Au service de tout professionnel actif dans un projet lié au bâtiment en RBC - Accessible - par téléphone : 0800/ par mail : facilitateur@environnement.irisnet.be (FR) facilitator@leefmilieu.irisnet.be (NL) 36

37 Contact Ing. Jérémie De Clerck Fonction: Spécialiste Energies renouvelables Coordonnées : 0800/ facilitateur@environnement.irisnet.be (FR) facilitator@leefmilieu.irisnet.be (NL) 37