chaleur solaire, de nouvelles opportunités pour …...1) température extérieure, 2) températures...
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© Solaire 2G S.A.S. - 21 février 2013 – Confidentiel – Colloque ST Enerplan
Focus sur les systèmes hybrides (chaleur et électricité) avec le PVT hybride et les vecteurs air ou eau.
Chaleur solaire, de nouvelles opportunités pour développer le secteur.
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Notre mission, notre ambition
Permettre à chaque logement de produire l’énergie nécessaire aux besoins de ses occupants.
DualSun est un panneau solaire innovant
Efficace
Économique
Simple
qui produit à la fois
Électricité et Eau chaude.
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DualSun optimise l’utilisation de la toiture.
Le concept du panneau hybride
La technologie est issue d'un double constat sur les panneaux photovoltaïques :
1. Ils produisent beaucoup plus de chaleur (85%) que d’électricité (15%) quand
ils sont exposés au soleil (chaleur qui peut être utilisée dans les logements),
2. Leur rendement diminue lorsque leur température augmente (gain potentiel
de 5% à 15% par un refroidissement adapté).
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Une nouvelle génération plus (éco)logique
- Couvre uniquement les besoins de chauffage
- Coûts fixes importants (installation)
- Coûts fixes importants (installation)
- Pertes de surchauffe
- Densité énergétique faible (kW/m2)
Synergie à tous niveaux :
- coûts
- densité énergétique
- esthétique
- émissions CO2
PHOTOVOLTAIQUE THERMIQUE
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Chauffe-eau solaire individuel
Panneaux solaires hybrides
Compteurs électriques
Onduleur
Régulateur
DualSun pour les maisons individuelles
4 installations pilotes en cours financées par les clients
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CESI : Résultats énergétiques
Etudes réalisées sous TRNSYS : - Taux de couverture de 62% des besoins en eau chaude sanitaire sur l’année,
- Amélioration de 7% du rendement photovoltaïque.
Exemple : Installation d'un CESI dans une maison à Marseille pour 4 personnes (en kWh)
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DualSun pour les immeubles collectifs
Pompe à chaleur intermédiaire
Chauffes-eaux
Panneaux solaires hybrides
Compteur électrique
Onduleur
1 installation pilote financée par le client et la région PACA
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Déjà des installations en toiture
• 4 installations pilotes sur
maisons individuelles
• 1 installation sur un HLM
• Télésuivi sur :
www.dualsun.fr/ca-marche
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La concurrence hybride à eau
Les concurrents hybrides à eau existants sont des solutions qui juxtaposent post-assemblage les technologies photovoltaiques et thermiques.
Panneau PV standard assemblé
Tubes pour le refroidissement
Panneau hybride concurrent classique
DualSun : simplicité d’installation + fabrication industrielle optimisée
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DualSun : conçu pour être hybride
Echangeur thermique plan et rigide breveté
Laminé photovoltaïque avec frontsheet plus léger
Cadre d’un panneau PV standard
DualSun optimise à la fois coûts de production et rendement du solaire hybride grâce à un design verticalement intégré des composantes photovoltaiques et
thermiques en un seul et unique panneau.
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Des sous-traitants expérimentés
1. L’échangeur thermique est fabriqué et testé en pression chez DM2F à Chalon-sur-Saône.
2. Il est ensuite envoyé chez SOLTECH (filiale de GDF SUEZ) pour l’assemblage photovoltaïque.
Le produit fini est directement expédié chez le client.
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Pas de changement dans les habitudes
- Utilisation de systèmes d’intégration standards pour modules cadrés ,
- S’adapte à tous les systèmes solaires thermiques (conseils de
dimensionnement spécifiques fournis par DualSun),
- Branchements et raccordements électriques et hydrauliques standards,
- Même aspect extérieur qu’un capteur PV standard,
Cadre d’un panneau PV standard
Des atouts clés pour tirer profit de la « révolution RT 2012 »
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Certifications : En cours
1) Sur la partie thermique IEC 12975 ou Solarkeymark blablbalblba
Tests réalisés au CESP (laboratoire accrédité COFRAC à Perpignan) sur un support EasyRoof (intégré toiture), Envoi au TÜV pour certification complète en Avril 2013.
2) Sur la partie photovoltaïque IEC 61215 & 61730 blablbalblba
Tests de vieillissement réalisés chez ARCSIS (Gardanne), Certification PV en cours chez Eliosys (Belgique), Envoi au TÜV pour certification complète en Avril 2013.
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Caractéristiques thermiques
1) Rendement thermique
Ƞ = a0 – a1*(Teau – Text)/G
2) Isolation en face arrière
Mousse de 10 mm d’épaisseur => réduire les pertes de chaleur en face arrière du module.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045
DualSun
DE DIETRICH - Sol 1
GIORDANO - C8 HI
SONNENKRAFT - SK500
HelioPac - Solerpool
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Température dans les panneaux
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24-déc. 25-déc. 26-déc. 27-déc. 28-déc. 29-déc. 30-déc. 31-déc.
Température dans les panneaux fin Décembre (Marseille)
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1-oct. 2-oct. 3-oct. 4-oct. 5-oct. 6-oct. 7-oct. 8-oct.
Température dans les panneaux début Octobre (Marseille)
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Installation thermique
1) Raccordement hydraulique des panneaux DualSun
1) Flexibles et raccords rapides entre chaque panneau
2) Branchement en série de 6 panneaux au maximum
3) Sonde de température de surface sur le dernier panneau pour la régulation
2) Mise en route de l’installation
1) Débit nominal de 200l/h pour un Delta T de 8-10°C
2) Taille du vase d’expansion
3) Pression du circuit maximum dans les panneaux = 2 bar
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Maintenance de l’installation
1) Maintenance photovoltaïque
1) Nettoyage des panneaux
2) Vérification des câbles, onduleur et compteurs
2) Maintenance thermique : une visite tous les 1-2 ans
1) Maintien de la pression
2) Etat du fluide caloporteur
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Les offres DualSun
1. L’eau chaude solaire
– CESI => Chauffe-Eau Solaire Individuel
2. L’eau chaude et le chauffage
– SSC => Système Solaire Combiné
3. Offre piscine
4. Kit autonome 2-4 panneaux DualSun
Etudes de dimensionnement réalisées avec TRNSys.
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Ballon solaire standard.
CESI : Chauffe-eau Solaire Individuel
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CESI : production ECS avec 6 DualSun
Comparaison mensuelle entre l’énergie apportée par les panneaux et les besoins en eau chaude à Lyon (en kWh)
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SSC : Système Solaire Combiné
Un système à 2 ballons, l’appoint au solaire est réalisé par la chaudière
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SSC : production d’eau chaude et de chauffage
Lille Lyon Marseille
Besoins Chauffage (kWh/an) 3 988 3 701 2 410
Besoins Eau Chaude ECS (kWh/an) 3 071 3 173 3 368
Total des besoins estimés (kWh/an) 7 059 6 874 5 778
Production d’eau chaude solaire (kWh/an) 1 367 1 809 2 650
Taux de couverture eau chaude et chauffage 19% 26% 46%
0
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Ene
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kW
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Besoins Chauffage
Besoins ECS
Apport Solaire
Comparaison mensuelle entre l’énergie apportée par les panneaux solaires, les besoins en eau chaude et en chauffage à Lyon
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Option piscine
• Option raccordement piscine à un système CESI ou SSC pour augmenter la production d’électricité
• Simulation DualSys : La production d’électricité des panneaux DS est améliorée de 8,5% pendant la période d’utilisation de la piscine (de mai à septembre) – simulation faite à Nîmes
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Comparaison énergétique
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TH seul PV seul Côte à côte DualSun
kWh
/an
Energie produite par an
Eau chaude
Electricité
Hypothèses de l’étude : Lyon, occupation de 4 personnes, maison de 110 m²
TH seul PV seul Côte à côte DualSun
RT 2012 (kWh/year/m²) 16 12 28 24
RT 2020 (kWh/year/m²) 16 31 39 43
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Du
alSys
DualSys : dimensionnement automatique
• Une étude personnalisée pour chaque projet
• Le dimensionnement de la meilleure solution pour chaque maisons
• « Cloud based » pour donner accès aux différents acteurs (client final, installateur, fabriquant).
www.dualsys.fr
Code d’accès pour participants au colloque : CONFENER
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Du
alSys
Monitoring
Données mesurées thermiques 1) Température extérieure,
2) Températures en entrée et sortie du champ de panneaux,
3) Température dans le ballon solaire,
4) Sonde d’irradiation solaire,
5) Débit du circuit,
6) Pression du circuit.
Données mesurées photovoltaïques 1) Puissance de chaque panneau (en W),
2) Energie délivrée par chaque panneau (en kWh).
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Monitoring
Comparaison aux prévisions de l’étude
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Il y avait 8 panneaux DualSun sur le projet
CANOPEA qui a remporté la compétition
internationale Solar Decathlon à Madrid en
Septembre 2012 !
Merci pour votre attention ! jerome.mouterde@dualsun.fr
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Annexes
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Recourir à une source d'énergie renouvelable pour baisser les besoins!
*Energie primaire = Energie utilisée pour fabriquer l’énergie finale consommée. Ex : pour produire 1kWh d’électricité, il faut en moyenne en France utiliser 2,58 kWh de gaz/pétrole/uranium selon le type de centrale.
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en
kW
h/m
²/a
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Consommation maximale d'énergie primaire* à ne pas
dépasser, à partir du 1er janvier 2013, en kWh/m²/an
Besoins énergétiques d'une maison standard de 100m² à Marseille
Réglementation thermique 2012
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La place de DualSun dans la RT 2012
1) RT 2012
1) Une conception bioclimatique
2) Une faible consommation d’énergie primaire
Cepmax = 50kWh/m²/an
3) Un bon confort en été
4) Obligation de 5 kWh/m²/an d’énergie produite par une énergie renouvelable
5) Limitation du PV à 12kWh/m²/an
6) Des logiciels agréés par le CSTB
2) Le solaire, une solution pour réduire ses consommations => réduire le Cep
3) RT 2020, vers les bâtiments à énergie positive. Produire plus d’énergie qu’ils n’en consomment
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Caractéristiques photovoltaïques
1) Caractéristiques physiques
2) Caractéristiques photovoltaïques
Nombre de cellules 60
Type de cellules (dimensions) Monocristallin (156 mm* 156 mm)
Puissance nominale (Pmpp) 245 Wc
Rendement du module PV 15,4%
Connectiques MC4 PLUS
Largeur 990 mm
Longueur 1660 mm
Epaisseur 40 mm
Poids à vide/rempli 31 kg/33,3 kg
Couleur cadre/Feuille arrière Noir/Noir
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Pertes de charge
1) Débit nominal de 200 l/h pour 6 panneaux, soit 20l/h/m²
2) Débit solaire thermique classique 60l/h/m²
=> Utilisation des mêmes pompes solaires
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0 50 100 150 200 250 300 350
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Débit en l/h
DualSun
Helio Plan
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Brevets : notre échangeur bien protégé
1) Echangeur thermique haute performance Brevet déposé le 22/11/2010 par un cabinet spécialisé (n°1059597) Accepté en France, en cours d’Examen Préliminaire International blablbalblba
Echangeur thermique plan spécifique au solaire hybride qui distribue le fluide uniformément sur l’ensemble de la surface du panneau.
2) Echangeur thermique rigide Brevet déposé le 19/07/2011 par un cabinet spécialisé (n° 1156550) Accepté en France, en cours d’Examen Préliminaire International blablbalblba
La rigidité de l’échangeur permet de remplacer le « frontsheet » en verre épais utilisé habituellement dans les panneaux solaires par un frontsheet plus mince, donc plus léger et moins cher.
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Une équipe jeune et dynamique
Jérôme Mouterde (27 ans)
- Président Directeur Général
- Ecole Centrale Paris & ESCP
- Bouygues UK
Alki Delichatsios Directrice Marcom
MIT
Rémi Heutte Industrialisation
Polytech Orléans
Gaëlle Terrom Relation clients
Ecole Centrale Paris
Des fondateurs appuyés par une équipe opérationnelle complète :
Laetitia Brottier (26 ans)
- Directrice R&D
- Ecole Centrale Paris & ESCP
- CEA (Direction transverse Energie)
Pete Pierce (53 ans)
- Expert Marketing
- MBA EM Lyon
- SVP chez Wunderman
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