ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

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Séminaire organisé par La Faculté Polydisciplinaire de Ouarzazate et l’Association Dra des Energies Renouvelables. Etude technico Economique concernant le dimensionnent d’un chauffage solaire. Mohamed Ait Hassou IBAM sa Fatima Tahmout - Ecobelgica http://www.ibam.eu

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Page 1: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Séminaire organisé par La Faculté

Polydisciplinaire de Ouarzazate et

l’Association Dra des Energies

Renouvelables.

Etude technico Economique

concernant le dimensionnent d’un

chauffage solaire.

Mohamed Ait Hassou – IBAM sa

Fatima Tahmout - Ecobelgica

http://www.ibam.eu

Page 2: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Objectif Méthodologie Théorie

Page 3: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Objectif Méthodologie Théorie

Page 4: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Objectif de l’exposé

ElHaj à une question pratique.

Comment allons nous y répondre de manière

pratique ?

Contexte:

Mr ElHadj habite à Casablanca, il a acquit une

villa avec piscine, chauffée avec du propane.

Facture énergie : 20000 à 25000 Dh/ an. Il trouve

que c’est onéreux et souhaite chauffer sa maison à

l’énergie solaire.

Page 5: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Questions de l’ElHaj

La réponse doit être pratique !

Ce que ElHaj veut savoir : Comment ? Combien ?

1) Comment : Est-ce possible ?

2) Combien : c’est chère ?

Page 6: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Objectif Méthodologie Théorie

Page 7: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Méthodologie

Compréhension de la situation

Proposition de solution

technique

Évaluation financière

Proposition finale

41 32

Page 8: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Méthodologie

Compréhension de la situation

Proposition de solution

technique

Évaluation financière

Proposition finale

41 32

Page 9: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

QuestionS de l’ElHaj

1Compréhension de la situation

Villa Située à Casablanca/Maroc

Piscine : 10 m² de surface – non chauffée

Chaudière gaz propane 48kW alimentant trois circuits :

• Un circuit chauffage par le sol (avec vanne

mélangeuse)

• Un circuit radiateur

• Un circuit ballon d’eau chaude (avec vanne

mélangeuse)

Consommation de gaz estimée : 20 000 kWh (point de référence )

Page 10: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Compréhension de la situation existante

Ballonexistant stokage pour ECS

Eau de ville

Eau de puit

Page 11: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Méthodologie

Compréhension de la situation

Proposition de solution

technique

Évaluation financière

Proposition finale

41 32

Page 12: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Chauffe-eau solaire Split

Page 13: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Compréhension de la situation existante

Ballonexistant stokage pour ECS

Eau de ville

Eau de puit

Page 14: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Intégration hydraulique de l’installation

Comment ?

Page 15: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Méthodologie

Compréhension de la situation

Proposition de solution

technique

Évaluation financière

Proposition finale

41 32

Page 16: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Evaluation technico-économique

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

année

cummul des gains en MAD

Hyp : 20 m2 de chauffe eau solaire

Combien ?

Page 17: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

3. Evaluation financière

Résultats financiers

Analyse hydraulique

Quid de la piscine comme stockage

Dimensionnement technico économique

Evaluation des besoins piscine

Evaluation des besoins ECS

Evaluation des besoins chauffage

Evaluation du potentiel solaire par m2

Page 18: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Rappel ordre de grandeur

1 litre de fuel = 1 m3 de gaz = 10 kWh

Page 19: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Potentiel solaire Casablanca

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

kWh/m²/j horizontal

kWh/m²/j incliné à 45°

Energie utile produite par lecapteur solaire par m²

Données d'ensoleillement

Casablanca

Page 20: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Potentiel solaire Casablanca

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Production mensuelle d'énergie en kWh par l'installation solaire

production d'énergie en kWh parl'installation chauffe-eau solaire

Page 21: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Evaluation des besoins en chauffage

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

4000,00

4500,00

5000,00

besoin en chauffage en kWh

besoin en chauffage en kWh

Résultat d’une simulation dynamique via Design Builder

La puissance maximum nécessaire est de 15 kW

La chaudière actuelle est de 48 kW soit 3 fois

surdimensionnée importante surconsommation

Nécessité de dimensionner correctement les besoins en

chauffage dès la conception.

Page 22: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Evaluation des besoins en eau chaude sanitaire

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

besoin d'énergie en Eau chaude sanitaire (mCPdetaT) en kWh

besoin d'énergie en Eau chaudesanitaire (mCPdetaT) en kWh

Les besoins sont pratiquement constant toute l’année

Page 23: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Evaluation de l’usage de la piscine comme stockage d’énergie (à 30°C) pour le chauffage

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

déperdition pour piscine kwh

production par l'installation solaire

La piscine ne peut pas être utilisée comme

réservoir de stockage d’énergie en hiver

Page 24: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Besoins pour le chauffage de la piscine

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Temp de fonctionnement de la piscine

fonctionnement piscine

Durée d’utilisation mi-mars à mi octobre

Page 25: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Besoins pour le chauffage de la piscine

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

janvier

février

marsavrilmaijuin

juillet

août

septembre

octobre

novembre

décembre

Es ma ondesbesoinspiscineà30°C

Es ma ondesbesoinspiscineà28°C

Es ma ondesbesoinspiscineà26°C

Es ma ondesbesoinspiscineà24°C

Page 26: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

5000,00

6000,00

janvier

février

mars

avril

mai

juin

juillet

août

septembre

octobre

novembre

décembre

produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire

ECS+chauffage+piscine30°C

Synthèse des besoins en énergie

Page 27: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

5000,00

6000,00

janvier

mars

mai

juillet

septembre

novembre

produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire

ECS+chauffage+piscine28°C

Synthèse des besoins en énergie

Page 28: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

5000,00

6000,00

janvier

février

mars

avril

mai

juin

juillet

août

septembre

octobre

novembre

décembre

produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire

ECS+chauffage+piscine26°C

Synthèse des besoins en énergie

Page 29: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Synthèse des besoins en énergie répartition

Répartition des besoins énergétiques pour la Villa Tamaris

besoin en chauffage en kWh

besoin en ECS

Estimation des besoins piscineà 26°C

Page 30: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Production solaire utile

La production solaire utile est la part d’énergie

produite par le capteur qui a permis d’économiser

de l’énergie primaire (gaz propane). Elle est

permet d’évaluer l’économie annuelle financière

réalisée grâce à l’installation solaire.

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

1400,00

janvier

février

mars

avril

mai

juin

juillet

août

septem

bre

octobre

novembre

décembre

produc ond'énergieenkWhparl'installa onchauffe-eausolaire

produc onsolaireu lecasdelapiscineà28°C

Page 31: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Evaluation technico-économique

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

année

cummul des gains en MAD

Hyp : 20 m2 de chauffe eau solaire

VAN / TRI / TRS VAN 68431

TRI 17,04%

TRS 6,02

Page 32: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Objectif Méthodologie Théorie

Page 33: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 34: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 35: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Evaluation technico-économique

Page 36: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 37: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Corrosion

Eau + deux métaux de nature différentes + contact =

corrosion

Par exemple : Fe + Cu dans une eau à Ph acide

corrosion

Solution mettre un « fusible électrochimique » : métal

Page 38: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Corrosion

Solution : magnésium

Page 39: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Solution : anode magnésium

A changer annuellement !!!

Corrosion – la solution

Page 40: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 41: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs vitré >< capteur sous vide

Page 42: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 43: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

Eau froide Eau

chaude

Tube sous vide avec

surface absorbante

Page 44: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

Page 45: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

Page 46: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

FIG 2

4 Sortie de trop

plein

1Sortie d’aération

5 Sortie d’eau chaude

6. réservoir

8 Bouchon de vidange 7 Emplacement pour la

résistance électrique

Figure 2

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

Page 47: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

Page 48: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

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Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 50: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

Page 51: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires à eau – basse pression

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Capteurs tubulaires heat Pipe : réservoir

Page 53: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Capteurs tubulaires: sécurité et protection

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Plan global

Chauffage centrale

Corrosion

chauffe-eau solaire

Page 55: Ibam chauffe eau solaire maroc 17fevrier2014

Chauffe-eau solaire Split

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4. Conclusions

Nécessité d’une étude préalable pour un

dimensionnement correct des besoins en chauffage.

Dans le cas de cette villa la chaudière est trois fois

surdimensionnée soit 48 kW au lieu de 15 kW !

Le système de chauffe-eau solaire s’intègre

parfaitement de manière rentable au système de

chauffage existant.

Le chauffe eau solaire permet de prolonger la durée

d’utilisation de la piscine et donc plus de confort pour

l’occupant.

Le système est rentable en 6 ans.

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Questions?