Transcript CESI-01-Le-chauffe-eau-solaire-en-France

1. LE CHAUFFE EAU SOLAIRE
Les aspects généraux
Chauffe-eau solaire individuel (CESI)
1
SOMMAIRE DE LA FORMATION C.E.S.I.
0- Présentation de QUALIT ’EnR
1- Les aspects généraux


4- Le dimensionnement du CESI

(p.3) Le
potentiel de l’énergie solaire
(p.11) Les masques solaires et leur mesure
2- Les applications du solaire thermique dans
l’individuel



(p.3) L’eau
chaude en individuel
(p.4) Le chauffage en individuel
(p.8) Les questions habituellement posées
3- La technologie des CESI

(p.4) Les
(p.14) Les
capteurs solaires thermiques
– Capteurs non vitrés, plans et tubulaires
– Bilan thermique simplifié des capteurs

(p28) La
–
–
–
–
–

régulation
– Le fonctionnement et les réglages

(p.54) Le








stockage d’ECS
– Différents types de ballon
– Protection anti corrosion
– Eléments de sécurité
(p.4) Les
démarches administratives
(p.14) La rédaction d’une proposition financière
6- L’installation du Chauffe Eau Solaire

boucle de transfert
La soupape de sécurité, le circulateur
Le clapet anti-retour, thermosiphon
Le vase d’expansion, purgeur et dégazeur
Les conduites de liaison et l’isolation
Le liquide caloporteur
(p.45) La

besoins en eau chaude
(p.7) Le choix du schéma hydraulique
(p.16) Le choix du volume de stockage
(p.19) Le choix de la surface des capteurs
(p.22) Les ratios simplifiés de calcul
(p.24) Le choix du capteur thermique
(p.30) Le choix des éléments hydrauliques
(p.36) Les logiciels de dimensionnement
(p.39) Limites et performances d’un CESI
5- Les obligations technico-administratives
différents types de CESI
– Circulation forcée, sous pression et auto-vidangeable
– Thermosiphon à éléments séparés et monobloc


(p.4) Les

(p.4) Installation des capteurs
– (p.8) En surimposition ou Sur châssis
– (p.24) En incorporation dans la toiture
– (p.33) Sur châssis
(p50) Installation de la boucle de transfert
et du ballon
7- La mise en route du CESI



(p.4) La
partie hydraulique
(p.11) La réception des travaux avec le client
(p.18) Les documents de l’installation
8- La maintenance des CESI


(p.3) Maintenance
de l’installation
(p.15) Diagnostics de pannes
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
2
LE POTENTIEL DE L’ÉNERGIE SOLAIRE
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
3
LE POTENTIEL DE L’ENERGIE SOLAIRE
 Contrairement à d’autres sources d’énergie, les énergies renouvelables
permettent une production d’énergie :
 avec une technologie généralement peu complexe mais très spécifique (ex. du solaire
thermique : chaudière aléatoire, haute température possible à l’arrêt, protection nécessaire
des isolants extérieurs…)
 qui crée moins d’impact pour la nature et les hommes
 Décentralisée
 L’énergie solaire est l’une des énergies les plus facilement exploitables ;
 Elle est en outre inépuisable.
 Ses applications sont nombreuses et variées, citons :
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
4
LE POTENTIEL DE L’ENERGIE SOLAIRE
 Production d’eau chaude sanitaire (CESI et CESC),
 Production de chauffage et d’ECS (SSC),








Mais aussi…
Chauffage des piscines,
Le rafraîchissement et la climatisation,
Alimentation des appareils consommateurs d’eau chaude
(lave linge, lave vaisselle…),
Process industriels (agroalimentaire et autres),
Séchage agricole,
Cuisson des aliments.
la production d’électricité pour des sites isolés /connecté au
réseau…
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
5
LE POTENTIEL DE L’ENERGIE SOLAIRE
 L’irradiation en France métropolitaine, varie de :
Sur un plan
incliné à 20°
Lille
ZONE I1
Sur un plan
incliné à 45°
De
1 150 kWh/m²
De
1 130 kWh/m²
ZONE I2
à
à
ZONE I3
Toulon
1 780 kWh/m²
ZONE I4
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
1 810 kWh/m²
6
Composants du rayonnement solaire
• Rayonnement Global = Rayonnement direct
+ Rayonnement diffus
+ Rayonnement réfléchi *
*( albédo x rayonnement total horizontal)
Diffusion par les molécules d’air,
Diffusion par aérosols
Rayonnement
direct
Rayonnement diffus
Rayonnement
du à l’albedo
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau
solaire
aspects généraux
Le soleil:
sourceles
inépuisable
2-3
7
Rayonnement en fonction de la météo
Ciel couvert
Rayonnement diffus principalement
Nuages épars, soleil
Rayonnement direct principalement
Ensoleillement W/m2
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
8
Trajectoire annuelle et journalière du soleil
(hémisphère nord)
Zénith
21 juin
21 septembre
21 mars
21 décembre
O
N
S
E
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
9
LES MASQUES SOLAIRES ET LEUR
MESURE
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
10
Implantation : Aspect technique
 Exemple d’obstacle devant les capteurs
INES Education
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
11
Masques Solaires
90
Latitude = 44 °N
80
22/06
70
13
11
Temps solaire réel
21/05 - 23/07
10
50
9
40
20/01 - 22/11
17
23/12
6
10
16
18/02 - 20/10
7
20
15
21/03 - 23/09
8
30
14
17/04 - 28/08
Enerthec
Hauteur angulaire [°]
60
18
5
19
Azimut (°)
0
30
30
-150
45
45
-135
60
60
-120
75
75
90
90
105
105
120
120
135
135
150
150
165
165
180
180
-105
-90
-75
-60
-45
-30
-15
0
EST
SUD
195
195
210
210
225
225
240
240
255
255
270
270
+15
+30
+45
+60
+75
+90
285
285
+105
300
300
+120
315
315
+135
330
330
+150
OUEST
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
12
Masques Solaires
 Les étapes pour la détermination du masque d’une installation solaire :
1. Repérage de la présence d’obstacles limitant l’ensoleillement
2. Identification de points clefs devant représenter la globalité des obstacles
(Courbe enveloppe)
3. Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de ces points
4. Report des mesures dans le diagramme solaire correspondant au lieu.
5. Estimation visuelle du risque de diminution des performances de l’installation.
6. Report des mesures dans un logiciel de dimensionnement (éventuellement)
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
13
Masques Solaires
 Étape N° 1 : Repérage de la présence d’obstacles limitant l’ensoleillement
Azimut /SUD en degré
NB : doit se faire en se mettant à l’endroit le plus défavorable pour le capteur
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
14
Masques Solaires
 Étape N° 2 : Identification de points clefs devant représenter la globalité
des obstacles (courbe enveloppe)
Azimut /SUD en degré
Points clefs
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
15
Masques Solaires
 Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun
de ces points
SUD
SUD EST
Azimut /SUD en degré
19°
SUD OUEST
EST 20°
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
16
Masques Solaires
• Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun
de ces points
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
17
Masques Solaires
 Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de
ces points - Outils de relevé d’angles des points caractéristiques du
masque
Boussoles avec clinomètre
Indicateur de trajectoire du soleil
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
4-27
18
Masques Solaires
 Étape N° 4 : Report des mesures dans le diagramme solaire
correspondant au lieu
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
19
Masques Solaires
• Étape N° 4 : Report des mesures dans le diagramme solaire
correspondant au lieu
Relevé de masque avec les capteurs sur la terrasse, au sol
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
20
Disponibilité de l’énergie solaire
Rayonnement solaire extrêmement variable suivant





La latitude du site : en France métropolitaine 43° à 51°
La saison : durée d’ensoleillement, hauteur du soleil,
Les conditions météos : nébulosité, poussières, humidité, …
L’altitude : brouillard de plaines et vallées
L’heure de la journée : hauteur/azimut du soleil
En France sur 1m² de surface horizontale de 1000 kWh/an à 1700
kWh/an
D’une année sur l’autre le rayonnement solaire reçu reste
sensiblement constant
CESI – Chap. 1 Le chauffe-eau solaire les aspects généraux
21