Calcul d'une installation solaire

Auto-construction, techniques, astuces,

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Messagepar kéké » Jeu Mai 18, 2006 19:35 pm

Bonjour à tous,

voici la méthode que j'emploie pour dimensionner les installations solaire :

J'utilise, à la base, le logiciel CALSOL qui se trouve ici http://ines.solaire.free.fr/chaufsol.php

Dans un premier temps, j'essaye d'approximer le Coefficient volumique des déperditions thermiques , pour ce faire, il faut la consommation d'énergie utilisée pendant une année, donc, la quantité de fioul, gaz, électricité. Pour l'électricité, il faut essayer d'enlever ce qui n'est pas consommé par le chauffage et l'eau chaude sanitaire (ECS).

Une fois cette consommation trouvée, il faut la convertir en équivalent KW/h.
Exemple, pour le fioul, 1 litre = 10,46 KW/h (pour le gaz, vous trouverez sur internet, probablement en mètre cube)

donc pour 3000 litres de fioul :
3000 litres x 10,46 = 31'380 KW/h/an, soit environ 31 MW pour l'année.

Une fois ce chiffre calculé, il faut entrer une partie des données de la maison dans CALSOL,
La région (tout en haut à gauche) : par exemple, Grenoble (pour moi)
Dimensions : longueur = 13 , largeur = 10 , nbre d'étage = 2 (mettez les dimensions de votre maison !)
Renseignez également la température de consigne de votre système de chauffage, par exemple 20°C, la quantité estimée de votre consommation d'eau chaude, et la température du boiler dans les champs « Besoin journalier en eau chaude (50 l/j par personne) : » et « litres à la température de : ».

Une fois ces données renseignées, cliquez sur le bouton « Cliquez ici pour valider votre choix et lancer les calculs ».

A ce stade, observez la valeur (en rouge) que vous obtenez dans la ligne « Besoin tot (kWh) », tout à droite (colonne année),

-> Si le chiffre est supérieur à celui calculé au début ( 31'380 dans mon exemple), il faut diminuer le chiffre « Coefficient volumique des déperditions thermiques : », qui est à 1 par défaut, mettez, 0.5, par exemple, et cliquez à nouveau sur « Cliquez ici pour valider votre choix et lancer les calculs ».

-> Si le chiffre est inférieur, il faut augmenter le « Coefficient volumique des déperditions thermiques : ».

->Procédez par essais successifs, jusqu'à arriver assez proche de votre consommation calculée.

En employant le logiciel à l'envers, vous avez déterminé le Coefficient volumique des déperditions thermiques de votre maison ! (notez le soigneusement sur un bout de papier, il va servir à chaque nouveau calcul).

Maintenant, vous pouvez calculer votre système solaire.

Les données de la maison ne change pas, votre Coefficient volumique des déperditions thermiques est juste (il vient d'être calculé), il faut encore entrer les données techniques des capteurs que vous envisagez d'utiliser, il s'agit du « Coefficients des capteurs thermiques : A0 (ou B) = » et du « A1 (ou K) = », ainsi que de la surface (surface de l'absorbeur) envisagée (surface totale).

Reste les données financières ...
C'est peut être là qu'il devint intéressant de faire l'exercice avec et sans matériel homologué, pour voir l'impact financière des aides ?!

Pour ma part, avec mes données, j'en arrive à la conclusion qu'il faut absolument privilégier le chauffage vis à vis de l'ECS.

Pour finir, je précise qu'il s'agit de calcul, qu'il manque des données importantes (le modèle de calcul n'en tient donc pas compte), tel que le mode de chauffage (chauffage sol et/ou radiateurs), stock tampon pour le chauffage, etc ...
et que cela n'est donc qu'une APPROXIMATION !
Ce qui est très intéressant par contre, c'est de voir comment « bouge » les résultats, en variant les données. Ça peut donner des idées.

Voila, j'espère avoir été clair (c'est pas facile) et que cela sera utile à d'autres. Je suis bien évidement à l'écoute de vos remarques, suggestions et critiques.

Kéké
Modifié en dernier par kéké le Mer Mai 31, 2006 10:13 am, modifié 1 fois.
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Messagepar Icare » Jeu Mai 18, 2006 21:08 pm

J'ai moi même étudié la conception et le rendement d'une installation solaire ECS+Chauffage.

J'ai fait mon tableau Excel à partir des données d'ensoleillement et de température moyennes trouvées sur le net ( Une grande partie grâce à des liens trouvés sur ce forum).

J'ai chiffré mon installation, et je trouve:

- que le gaz n'est pas assez cher !

Mais comme je veux absolument faire du développement durable, j'ai passé outre ces résultats, et je butte actuellement sur trois problèmes:

- trouver une pompe à chaleur qui fonctionne à +15/+65 et non -5/+35
- acheter des capteurs chinois, ou prendre du matériel deux fois plus cher mais subventionné...
- l'elec est trop chère par rapport au gaz. On parle d'ouverture à la concurrence, mais je me suis pris le chou avec le commercial d'EDF.
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Messagepar kéké » Jeu Mai 18, 2006 22:28 pm

Icare,

juste une petite remarque, les pompes à chaleur, c'est de l'électrique déguisé, donc du nucléaire, ça n'a rien à voir avec le développement durable.

Pourquoi faire la pompe à chaleur +15/+65 ?

Les capteurs chinois, sous vide je présume --> durée de vie ???

Il reste les capteurs plan traditionels, pas si chère si pas certifié.

Je suis en train de boucler l'étude du budjet (20 m² + stockage), ~7'000€ non certifié, en auto-installation, contre 15'000€ certifié et installé, puisque l'installation c'est obligatoire pour les subventions.
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Messagepar patrick07 » Jeu Mai 18, 2006 23:15 pm

Bonjour,

Tout à fait d'accord avec Kéké, les pompes à chaleur c'est du nucléaire et aussi du fossile car le nucléaire en France n'assure que la production électrique de base. Pour le chauffage en hiver, EDF redémarre des centrales thermiques gaz, charbon d'où gaz à effet de serre et autres pollutions.

Rendement centrale + transport elec. 30%, PAC COP=3 > rendement global 90% > moins bon qu'une chaudière gaz ou fioul moderne.

Donc chauffage électrique ( PAC ou "Grille Pain") pas bon !!

Chauffage solaire: 20m² x 500Kw/m²/an = 10000 Kwh; circulateur + accessoires 50w/h x 4h/jour x 365 jours = 73 kwh > COP= 10000/73 =137

CQFD


J'oubliais:

http://forums.futura-sciences.com/thread22684.html
http://forum.apper-solaire.org/download.php?id=238

@+
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Messagepar ametpierre » Ven Mai 19, 2006 9:38 am

se chauffer ou non au solaire thermique

cela fait 3 hivers que mon installation fonctionne:
http://amet.pierre.free.fr/chauffe-eau/index2.html

une veranda avec apport passif et 9 m2 de vieux capteurs plans peints de recup qui datent de 25 ans et qui marcheront encore un moment.
resultat: l'equivalent de + 1600litres d'eco/an en fioul

1600 * 0.7 euros = 1120 euros

avec ça je pourrais deja mettre 10 m2 de capteurs plans de + pour augmenter mon autonomie (ce que je pense faire a l'automne)

comme ils sont fortement inclinés, leur perfo se degrade significativement en été, ce qui est excellent au vu des besoins qui chutent considerablement

pierre amet
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http://pierre.amet.free.fr
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Messagepar Icare » Ven Mai 19, 2006 17:02 pm

Je suis d'accord avec Patrick et Kéké, la PAC c'est pas du 100%, mais le gain par rapport au chauffage au gaz ou au fioul est déjà énorme, puisque le nucléaire rejette certes de la chaleur dans l'environnement, mais c'est une épine dans le pied par rapport à l'effet de serre généré par les énergies fossiles.

Ma dernière simulation donne:

Energie d'origine solaire: 43% de mes besoins annuels
Les 57% restants sont d'origine PAC avec COP de 4.

Donc si on raisonne en Kwh, j'ai économisé 43+ 47*(3/4) soit 78 %

Pas mal non ?

Très bon site internet sur les généralités en matière de developpement durable: http://www.manicore.com/
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Messagepar p_bricoleur » Mer Mai 31, 2006 0:26 am

Bonsoir,

Le site de l'INES est en effet très bien.

Je pense que l'effet radiateurs vs plancher chauffant se retrouve dans le coefficient "Rendement thermique de l'échangeur et du stockage".

Avec un plancher chauffant, le rendement est meilleur puisque la température de retour permet d'utiliser même des kWh solaires à faible température.

Quelques remarques :

- Je ne sais pas si le logiciel tient seulement compte de la latitude pour calculer l'IGP. Par exemple, dans 1/4 Nord de la France, il y a peu de puissance solaire, mais en plus le soleil est tout simplement rare... le plus souvent caché sous le "tunnel gris" qui dure de mi-novembre à mi-février.

- l'orientation a assez peu d'influence sur les apports, qui sont faibles dans tous les cas (127 kWh pour 10 m² plein sud incliné à 60°, 86 kWh pour 10 m² à -60° d'azimuth incliné à 45°), la couverture solaire annuelle passant de 30,5 à 29,3% (dans mon cas).
C'est encourageant pour ceux qui n'ont pas l'orientation plein sud idéale.

Par contre, l'été l'écart de puissance dans ces 2 cas est très significatif, et la gestion de la surchauffe de capteurs moins inclinés car loin du sud est à règler...

- comme quelqu'un l'a déjà fait remarquer le gaz naturel n'est pas "assez cher" pour justifier économiquement le solaire et cela malgré les augmentations récentes.

Dans mon cas (petite famille, maison correctement isolée dans un climat doux et peu ensoleillé l'hiver) :
ECS & chauffage gaz naturel : 13 000 kWh/an soit au prix actuel de 0,0360 = 468 €/an
L'ECS seule représente 2000 kWh x 0,0360 = 72 €/an (15% du gaz total)

Cordialement
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Messagepar sigou » Mer Mai 31, 2006 18:39 pm

Le logiciel de INES n'est pas au point: on prend comme ville Toulon , comme température de consigne 21° et il dit qu'il faut chauffer au mois de juin ! fichtre depuis fin avril on ne chauffe plus.
Il n'y a rien pour caractériser l'isolation de la maison.

Je préfère le tableau excel de M Silve qui prédit bien man consommation de fuel annuelle.

Sigou

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Messagepar remy78 » Lun Juin 05, 2006 23:28 pm

Bonsoir,

Une personne a envoyé un post indiquant les variables à mesurer pour calculer le rendement d'une install (boucle primaire) :D

Après recherche approfondie (fonction recherche), je n'ai pas réussi à mettre la main dessus :cry:

Si quelqu'un connaît le lien, merci :D :D :D

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Messagepar p_bricoleur » Ven Juin 09, 2006 10:44 am

Bonjour,

Sur le site de l'INES (CalSol), les pertes thermiques de la maison sont prises en compte dans le paramètre "coefficient volumique des déperditions thermiques" (en W/m3/K).

Le tableau d'Hervé Silve utilise la même chose appelé "Coefficient Ubat" (c'est le nom utilisé dans la RT2000).

Le mieux est d'appliquer la méthode de kéké au 1er message du post, pour connaitre les pertes de sa maison en se basant sur les consommations d'énergie, car le résultat est toujours meilleur qu'un calcul analytique précis basé sur des données mal connues (conception exacte de la maison, efficacité des isolants, etc).

C'est vrai que CalSol retient un petit besoin chauffage en été. Cela dit cela n'influence pas beaucoup les résultats.

Par contre, CalSol utilise une méthode pour le calcul de l'insolation qui est plus précise qu'utiliser des facteurs fixes pour l'inclinaison. En effet, l'efficacité de l'inclinaison des capteurs dépend de l'azimuth.

Mais avec des données équivalentes, les 2 programmes donnent des résultats assez similaires.

Attention aux masques car aucun des 2 programmes ne les gèrent. En été ce n'est pas trop grave car le soleil est très haut, mais en hiver, un arbre ou un bâtiment même bas sur l'horizon peut anéantir la production calculée s'il est au mauvais endroit pendant les quelques heures possibles de production.

Cordialement
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Messagepar phyvette » Dim Mai 06, 2007 16:41 pm

Samedi 05 mai dans CO2, MON AMOUR sur France Inter un installateur de solaire photo-voltaïque détaille les chiffres d'un devis en ligne.

-Localisation = Hautes Alpes, pente de toi plein sud
-Surface de PV = 25 m2
-Production = 3 kWh
-Double compteur
-Valeur de rachat Edf = 0,55€ le kWh garanti sur 20 ans
-Revenu annuel 2 000€
-Valeur de fourniture =0,10€ le kWh
-Coût matos =20 000€
-Coût MH =3 000€
-Crédit d'impôts 10 000€
-Durée de vie 25 ans sans entretien
-Amortissement 7/8 ans

Voila pour les amateurs de chiffres. Ne pas louper les 5 premières minutes du miel pour qui s'interesse a l'énergie. Le mieux est encore de tout écouter entre autre " la bulle verte".

CO2 mon amour

LIEN direct , début a 47ème minute. Pendant 4 semaines seulement.

Phyvette
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