Livre relié 80 pages by Arnoulet Frederic

Couverture

19/07/11

16:40

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2010 - Cette ouvrage a été réalisé et édité par Ajena Tous droits de reproduction et d’adaptation sont strictement réservés Imprimé avec des encres végétales sur papier P.E.F.C imprimerie B.Mourier - Lons-le-Saunier

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Guide de suivi des installations solaires thermiques collectives

Energie et Environnement

INTRODUCTION

Ce guide autofinancé par AJENA, est un support d’aide destiné aux maîtres d’ouvrages, aux installateurs et aux bureaux d’études. Il a pour vocation de simplifier les procédures de suivi des installations solaires thermiques collectives d’une surface inférieure à 50m2.

L’objectif de ce document est de définir une méthodologie d’instrumentation des installations solaires thermiques collectives en vue de suivre leurs performances selon les directives actuelles. La finalité d’une telle opération est de s’assurer du bon fonctionnement de l’installation par rapport aux prévisions antérieures et aux conditions réelles, puis de mettre en évidence des éventuels dysfonctionnements afin d’y remédier. La réalisation de ce document a pour origine divers constats relevés sur les installations, particulièrement la récurrence de fonctionnements non-optimums qui accroit la méfiance générale à l’égard de la filière solaire thermique. La difficulté à mettre en place la procédure XnA, proposée par l’Agence De l’Environnement et de la Maitrise de l’Energie (ADEME), sur ce même sujet de suivi des installations, est également un élément déclencheur à la création de ce guide.

Sommaire

I. Les directives actuelles ..........................................................................................5

1. Présentation : le dispositif XnA ......................................................................................5 2. Objectifs .........................................................................................................................6 3. Financement ..................................................................................................................8

II. Installation solaire : Fonctionnement et bonnes pratiques ........................9

1. Rappel de fonctionnement .............................................................................................9 2. Bonnes pratiques ...........................................................................................................12

III. Les valeurs à relever .............................................................................................17 IV. L’appareillage nécessaire ....................................................................................21

1. Compteur d’énergie thermique ......................................................................................21 2. Compteur d’eau .............................................................................................................29 3. Compteur d’électricité ....................................................................................................30

V. Mise en place des compteurs ..............................................................................31

1. Principe et choix.............................................................................................................31 2. Nécessité d’instrumentation du bouclage ......................................................................33 3. Utilisation........................................................................................................................35

VI. Analyse des mesures............................................................................................37

1. Les méthodes disponibles .............................................................................................37 2. Résultats ........................................................................................................................47

VII. Schémas de principe des instrumentations « types » ..............................49

1. Appoint séparé sans bouclage sanitaire ........................................................................50 2. Appoint séparé avec retour bouclage sanitaire dans le ballon d’appoint .....................51 3. Appoint séparé avec bouclage sanitaire dans le ballon solaire.....................................53 4. Appoint séparé et circuit d’homogénéisation et bouclage solaire..................................55 5. Ballon avec appoint intégré (bi-énergies). .....................................................................57 6. Appoint intégré et By pass été .......................................................................................59 7. Ballon tri-énergie ............................................................................................................61 8. Appoint séparé divisé et bouclage solaire .....................................................................63 9. Solaire séparé divisé et appoint intégré ........................................................................65 10. Solaire divisé et appoint divisé ....................................................................................67 11. Production semi-instantanée........................................................................................69 12. Production instantanée appoint intégré .......................................................................71 13. Production instantanée appoint séparé .......................................................................73

VIII. Index ........................................................................................................................79 IX.Liens utiles ................................................................................................................81

Les directives actuelles

I. LES DIRECTIVES ACTUELLES g 1. Présentation : le dispositif XnA

Jusqu’à fin 2007, la seule obligation de suivi de production annuel des installations solaires thermiques collectives, était la mise en place d’un contrat de Garantie de Résultats Solaires (GRS), pour les installations de plus de 50 m2 de capteurs. Concernant les installations solaires inférieures à 50 m2 aucune obligation des financeurs habituels (conseils généraux, Régions, ADEME), n’a jamais été demandée pour leur suivi annuel. Ainsi c’est en 2007 que la procédure XnA (ICSnA = Instrumentation, Comptage et Suivi Énergétique sur n Années), est rendue obligatoire à partir de 20 m2 de capteurs solaires. Cette procédure oblige le maître d’ouvrage à transmettre mensuellement à l'ADEME les données mesurées de production solaire et de consommation d’énergie d’appoint et d’auxiliaire de son installation. Ceci pendant 3 années (X3A) dans le cas d’une installation de 20 m2 à 50 m2 de capteurs, ou pendant 10 ans (X10A) pour les installations aidées par le Fonds Chaleur (les modalités des aides du Fonds Chaleur sont variables suivant les régions).

Les directives actuelles

g 2. Objectifs

L’objectif principal du dispositif XnA est d’effectuer les mesures nécessaires sur l’installation permettant d’évaluer ses performances, et de porter attention sur d’éventuels disfonctionnements. Ceci dans l’optique d’améliorer constamment la qualité des installations mises en place en France. Ces relevés à effectuer doivent permettre de calculer les données suivantes :

• la consommation d’énergie finale pour la production d’eau chaude sanitaire (ECS), • la consommation en électricité des auxiliaires de l’installation (circulateurs, régulation…), • le taux de couverture solaire (rapport de l’énergie solaire récupérée sur les besoins énergétiques totaux du site), • le taux d’économie d’énergie réalisé. Dans ce cadre, plusieurs modes d’acquisition des données sont possibles :

• le télésuivi de l’installation, par le biais d’un modem ou d’une unité électronique de suivi, les données sont alors acquises et transmises automatiquement. Ses coûts d’investissement et d’exploitation font de cette méthode une solution réservée aux installations importantes (>50 m2) • la saisie directe par l’exploitant ou le maître d’ouvrage de l’installation solaire à travers un tableau informatique accessible par Internet, • la saisie manuelle des informations, relevées par l’exploitant ou le maître d’ouvrage de l’installation solaire qui seront transmises par courrier postal ou électronique.

Pour les petites installations (20 m2 à 50 m2) le suivi doit idéalement se faire manuellement, car, sauf particularité, leur coût et leur principe de fonctionnement ne nécessitent pas une instrumentation lourde. 6

Les directives actuelles

Dans ce cas, il faut installer sur les circuits hydrauliques des compteurs d'énergie complets, comportant chacun :

• Deux sondes de température (à l’entrée et à la sortie du stockage d’énergie solaire), • Un mesureur hydraulique, • Un intégrateur (qui cumule les deux dernières mesures présentées avec le coefficient thermique du liquide pour obtenir l’énergie récupérée). Nature

Précision ou classe

Sondes de température

PT1000

Classe A

Mesureur eau froide (débit nominal Qn en m3/h)

Volumétrique, Jets multiples ou ultrasons

Mesureur eau chaude (débit nominal Qn en m3/h)

Volumétrique, Jets multiples ou ultrasons

Compteur d'énergie (intégrateur)

Classe C

1 litre/impulsion pour un débit nominal Qn de 1,5 à 10 m3/h 10 litres/impulsion pour Qn >10 m3/h

Classe D

1 litre/impulsion pour un débit nominal Qn de 1,5 à 10 m3/h10 litres/impulsion pour Qn >10 m3/h

Classe 1

1 kWh/impulsion

Compteur électrique

(calibre selon puissance à mesurer)

Classe 1

1 Wh/impulsion si monophasé ou10 Wh/impulsion si triphasé

Compteur gaz

type G1,6, G2,5 ou G4)

Selon EN 1359

0,01 m3/impulsion

Source : ADEME

Poids Impulsion

Les directives actuelles

La procédure XnA impose au maître d’ouvrage d’instrumenter son installation solaire selon un cahier des charges défini, puis à transmettre périodiquement les données mesurées de production solaire utile à l’Observatoire Solaire Thermique, animée par l'ADEME. Cette structure recueille, exploite les données basiques de fonctionnement collectées grâce à un système d’information en ligne et affiche au niveau national la production solaire utile, la consommation d'énergie d'appoint et des auxiliaires pour les installations solaires subventionnées (par l’ADEME et les partenaires publics). L’ADEME a également diffusé une liste de critères auxquels doivent répondre les dispositifs de mesure à mettre en place selon la procédure XnA.

g 3. Financement

La procédure XnA est un critère d’obligation afin d’obtenir des aides financières pour la réalisation de l’installation. Les appareils de suivi (compteurs d’énergie), sont pris en charge à 100 % par l’ADEME dans le cadre d’un programme national de suivi des performances, avec un plafond de dépenses éligibles de 4 000 € HT par installation.

Le contenu de cette instrumentation sera traduit par un cahier des charges technique, définissant les exigences d'obtention des données de base nécessaires.

Fonctionnement et bonnes pratiques

II. INSTALLATION SOLAIRE : FONCTIONNEMEN T ET BONNES PRATIQUES g 1. Rappel de fonctionnement

Une installation classique de production d’eau chaude sanitaire solaire comprend cinq sous-ensembles : le captage, le transfert, le stockage, l’appoint et la régulation.

Le captage

Il s’effectue par des capteurs thermiques rigides (plan) ou à « tubes sous vide », qui convertissent le rayonnement du Soleil en chaleur. Cette énergie est alors transmise au liquide caloporteur circulant dans la tuyauterie des capteurs. Les capteurs thermiques sont des produits robustes dont la fiabilité est largement prouvée. Les constructeurs annoncent par ailleurs une durée de vie supérieure à vingt ans. Ils peuvent se présenter sous trois formes : « intégrés en toiture », « caisson », sur « châssis ». 9

Fonctionnement et bonnes pratiques

Le transfert :

Il a pour rôle de transmettre la chaleur dans les meilleures conditions possibles du captage au stockage. Il s’effectue par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur (intégré au ballon solaire ou échangeur séparé généralement au delà d’un stockage de 2000 litres). Ceci permet, en séparant le circuit fermé irriguant les capteurs de l’eau du réseau d'eau chaude sanitaire (ECS), de protéger les capteurs contre la corrosion et le gel. La distance entre les capteurs et le stockage doit être aussi réduite que possible et les conduites reliant les deux parties parfaitement isolées avec de l’isolant haute température et d’épaisseur suffisante (épaisseur proche du diamètre de la conduite).

Le stockage :

Le stockage de l’eau chauffée par les capteurs solaires est réalisé dans un ballon parfaitement isolé (isolation au moins équivalente à 10 cm de laine minérale ou au-delà, pour un ballon de 800 litres, une épaisseur de 15 à 20 cm est requise). Il est indispensable pour compenser le manque de simultanéité entre l’ensoleillement et la consommation d’eau chaude sanitaire.

L’appoint d'énergie :

L’appoint d’énergie est indispensable car il n’est pas possible de produire toute l’eau chaude uniquement grâce au soleil durant toute l’année. L’énergie d’appoint peut être de l’électricité mais également provenir du système de chauffage central. L’apport d’énergie peut se faire dans le même ballon que le solaire mais il est préférable, pour simplifier le suivi de l’installation et valoriser au maximum l’énergie solaire, de le faire dans un ballon à part placé à la suite du ballon solaire.

Fonctionnement et bonnes pratiques

La régulation :

La fonction de la régulation est d’assurer que la chaleur passe des capteurs au ballon (et non le contraire), chaque fois que cela est possible afin d’optimiser au maximum le fonctionnement du système. Elle est assurée dans la majorité des cas par un régulateur et deux sondes de températures, l’une au niveau des capteurs solaires l’autre au niveau du ballon solaire. Selon la différence de températures entre les capteurs solaires et le ballon, le circulateur primaire (pompe sur le circuit primaire) est enclenché ou arrêté. Ceci permet l’échange de chaleur ou non suivant les conditions.

Source : ADEME

Fonctionnement et bonnes pratiques

g 2. Bonnes pratiques

Il est important avant tout d’envisager une installation solaire thermique collective dans son ensemble, pouvant intégrer de nombreux paramètres techniques. Le capteur le plus performant du monde ne produira pas d’énergie s’il s’inclut dans un système mal conçu. Les divers retours d’expériences constatés mis en relation avec les études effectuées par l’INES, l’ADEME et AJENA permettent aujourd’hui de définir une liste de bonnes pratiques à imposer lors de la mise en place d’une installation solaire thermique collective.

Un projet cohérent

Assurez-vous, avant toute chose, que votre projet s’inscrive dans la logique suivante : pour l’eau chaude solaire, il est nécessaire d’observer significativement des consommations d’eau chaude durant l’été. En effet, entre le mois de juin et le mois de septembre, une installation solaire fournit plus de 60% de sa production d’énergie de l’année. Ainsi, dans certains projets comme les vestiaires d’un gymnase où l’été est souvent synonyme de trêve, il est très important de se demander si un chauffe eau solaire est vraiment la priorité énergétique d’un investissement sur le bâtiment.

La consommation d’eau chaude sanitaire

Si une installation solaire thermique se fait pertinente, il est nécessaire de s’attarder sur les consommations d’eau. La mise en place d’appareils hydro-économe (réducteurs de pression, « mousseurs», « douchettes »…) permet de diminuer ces consommations, ainsi la taille de l’installation s’en trouve réduite et le coût amoindri.

L’état de l’existant

Afin de mettre en place une installation performante et cohérente, il est nécessaire de faire un état des lieux de l’existant auquel l’installation va être intégrée. Le remplacement de matériel (chaudière, pompes etc…) ou la remise à neuf des conduits de distribution sont des éléments à prendre en compte afin de valoriser au maximum l’énergie solaire.

Fonctionnement et bonnes pratiques

Le dimensionnement

Bien dimensionner une installation est crucial. Le gisement solaire peut être considéré constant dans une région d’une année à l’autre, le paramètre déterminant n’est donc pas l’ensoleillement du lieu mais la consommation d’eau chaude. L’un des premiers constats des études effectuées est que ce paramètre est surévalué. Bien souvent la consommation d’eau chaude définie pour le dimensionnement de l’installation est supérieure à la consommation réelle des occupants. Il est ainsi nécessaire de dimensionner l’installation sur les besoins réels sans les surestimer, sinon cela entraîne un surinvestissement et une installation qui n’est pas valorisée au maximum de ses possibilités.

L’emplacement des capteurs

La première chose à faire, est de vérifier qu’il est possible de mettre en place des capteurs solaires. Les capteurs peuvent être positionnés sur une toiture en pente, en façade (installation en marquise) ou encore sur une toiture terrasse. Dans ce dernier cas, les rangées de capteurs doivent être suffisamment espacées pour éviter qu’elles se fassent de l’ombre mutuellement et pour faciliter leur entretien.

L’orientation des capteurs

L’emplacement des capteurs doit être choisi de façon à avoir une orientation la plus proche du Sud possible afin de capter le maximum de rayonnement solaire. Ainsi une orientation optimale ne dépasserait jamais la limite Sud-Est / SudOuest. Les capteurs doivent se trouver, dans la mesure du possible, à un endroit bien dégagé, comportant un minimum de « masques ». La présence de végétation ou de bâtiments à proximité de l’installation peuvent générer des ombres sur les capteurs, atténuant ainsi la productivité de l’installation. L’artisan en charge de l’installation doit par ailleurs réaliser systématiquement un relevé de masque.

Fonctionnement et bonnes pratiques

L’inclinaison des capteurs

La meilleure inclinaison pour une production optimale entre les mois d’avril et septembre correspond à la latitude du lieu, soit en France entre 43° et 51° avec une tolérance possible de + ou – 15° suivant le lieu d’implantation.

Le calorifugeage de l’installation

Des capteurs aux ballons, il est important que chaque partie soit bien isolée :

• Circuit primaire : une isolation doit être d’une l’épaisseur égale au diamètre du tube. L’isolant doit être collé avec une colle de type Armaflex résistant à 150°C. Les parties exposées à l’extérieur doivent être recouvertes d’une peinture anti-UV.

• Ballons : une épaisseur d’isolation de 100mm à 150mm est indispensable. Plus le ballon est isolé, plus les pertes de chaleur vont diminuer. • Isoler l’échangeur (dans le cas d’un échangeur externe). • Isoler également tous les autres conduits afin de limiter les pertes.

Bonne isolation, résistante aux conditions climatiques

Mauvaise isolation, dégradée par le Soleil

Fonctionnement et bonnes pratiques

La régulation

La régulation doit être adaptée à l’installation, une petite installation ne nécessite pas un boitier de régulation compliqué. Vérifier les réglages (différentiels de départ, différentiels d’arrêt…), et le bon fonctionnement de la régulation avant que l’installation ne soit réceptionnée. Le bon placement des sondes sur l’installation doit également être vérifié ainsi que le branchement devant être conforme à la NFC 15-100.

Les raccordements

Lors des branchements de l’installation, il faut veiller à ce que l’échange de chaleur entre le circuit primaire et le circuit d’eau chaude sanitaire se fasse à contre-flux lorsque l’échangeur est situé hors du ballon solaire.

Vigilance sur les devis

Demandez et exigez un devis clair, détaillé et complet aux artisans que vous solliciterez. Un devis mal présenté, peu clair et incomplet en dit souvent assez sur la qualité d’intervention d’un artisan. Demandez à ce que soit mentionné le taux du crédit d’impôt et les critères.

Privilégier les artisans locaux compétents

Aujourd’hui, divers agréments existent pour signaler si un artisan a suivi une formation adaptée pour poser des capteurs solaires. Le plus connu est l’agrément Qualisol (mais il ne concerne que le chauffe eau solaire individuel ou les systèmes solaires combinés). Une association, Technosolar, va également plus loin en proposant une charte de qualité et éthique très complète et suit d’autant plus les réalisations de ses membres.

Fonctionnement et bonnes pratiques

Il est important de porter la plus grande attention aux vendeurs de capteurs (souvent issus de filiales) provenant de grandes villes et se déplaçant partout en France : très souvent le matériel n’est pas fiable, les économies citées sont loin d’être celles observées et l’installation se trouve truffée de malfaçons. On les retrouve très souvent dans les salons de l’habitat départementaux et régionaux, mais aussi en démarchage téléphonique ou à domicile.

Il est également conseillé avant tout projet de visiter une installation identique ou proche en fonctionnement depuis quelques années. Consultez l’Espace Info Energie de votre département pour obtenir une liste d’installateurs expérimentés et fiables N° EIE : 0 810 060 050

Privilégier du matériel européen

Il est recommandé d’exiger de l’installateur du matériel européen. Celui-ci, en plus d’être fabriqué dans des pays respectant les droits de l’homme, n’en est que plus robuste et dispose d’un SAV plus performant et disponible. Ainsi, évitez les capteurs dits « tubes sous vide », dont le coût, la durabilité et le surplus de production par rapport aux capteurs plans n’ont rien d’intéressants.

La dernière recommandation est bien sûr d’effectuer un suivi de l’installation solaire, pour se familiariser avec elle et de s’assurer de son bon fonctionnement.

Les valeurs à relever

III. LES VALEURS A RELEVER Les compteurs d’eau et d’énergie thermique mis en place permettent de mesurer plusieurs valeurs nécessaires à une appréciation idéale du fonctionnement de l’installation solaire. Ces données sont les suivantes :

Volume d’eau chaude sanitaire consommé [m3]

Cette grandeur est évaluée à l’aide d’un compteur d’eau, de préférence un compteur volumétrique (voir page 29). Elle se mesure facilement dans le cadre d’une production centralisée (installation d’un ou plusieurs ballon(s) situés en chaufferie). Dans le cas d’une production divisée (un ballon par logement d’une copropriété par exemple), il est alors nécessaire d’installer un compteur par ballon.

L’énergie solaire utile [kWh]

Il s’agit de la partie des besoins d'énergie totaux pour l'eau chaude sanitaire couverte par l’énergie solaire. 17

Les valeurs à relever

Elle peut être directement mesurée dans le cas d'un système où l’énergie d'appoint est séparée (ballon solaire et ballon d’appoint distincts), où seule l’énergie solaire intervient sur l’appareil de mesure installé (une attention particulière est requise sur la présence parasite d’un bouclage d’eau chaude sur le ballon solaire).

Dans le cas d'un ballon de stockage bi-énergie (énergie solaire et énergie d’appoint dans un seul ballon), elle doit être évaluée de manière indirecte. Pour cela, on retire l’énergie d’appoint utile (voir page suivante) des besoins d'énergie totaux pour l'ECS.

Sa mesure s’effectue directement sur le circuit d’eau chaude sanitaire, ce qui permet ainsi de déterminer l’énergie solaire utile en intégrant les pertes du ballon dans le résultat. Le compteur d’énergie placé pour cette mesure ne doit pas alors se placer sur le circuit primaire.

Le sondes de températures doivent également se trouver au bon emplacement afin d’obtenir une mesure juste.

Les valeurs à relever

Pour le placement des compteurs suivant le type d’installation voir les schémas à la fin du guide

L’énergie d’appoint utile [kWh] :

Il s’agit de la partie des besoins d'énergie totaux pour l'eau chaude sanitaire couverte par l’énergie d’appoint. Cette énergie d’appoint peut être fournie par une résistance électrique ou apportée par la chaudière.

Ce relevé n’est utile que dans le cas d’un appoint intégré, ou dans le cas d’une configuration de l’installation ne permettant pas de connaître l’énergie solaire utile sans la connaissance de l’énergie d’appoint.

La mesure est facilement réalisable dans le cas d'un générateur d'appoint électrique ou gaz utilisé uniquement pour l'appoint ECS en mettant en place un sous compteur. Dans le cas d'une chaudière (tout type de combustible) ou d’un réseau de chaleur utilisé autant pour la fourniture de chauffage que pour la préparation d' ECS, il est nécessaire de mettre en place un compteur de chaleur sur la sous-partie de la distribution concernée par l’eau chaude sanitaire (elle peut nécessiter un ou plusieurs compteurs). 19

Les valeurs à relever

Des données supplémentaires doivent être mesurées dans le cadre de la procédure XnA, elles restent néanmoins facultatives et anecdotiques pour les petites installations (< 20 m2).

Energie perdue par le circuit de distribution [kWh]

Cette mesure est réalisée soit par un compteur d'énergie thermique (cas d'une distribution bi-tube avec retour et circulation), soit par un compteur électrique dans le cas d'une distribution mono-tube équipée d'un traçage électrique.

Energie consommée par les auxiliaires [kWh]

Il s’agit de l’énergie consommée par l’ensemble des composants d’une installation (pompes, régulations, etc...), pour leur fonctionnement. Cette mesure se réalise à l'aide d'un compteur électrique divisionnaire, sur lequel sont câblés les différents auxiliaires électriques nécessaires au fonctionnement de l'installation :

• Circulateur(s) (circuit primaire, circuit secondaire, bouclage, circuit appoint lorsque l’appoint est hydraulique). • Brûleur gaz (consommations d’électricité liées à l’allumage du brûleur et au fonctionnement des parties électroniques). • Régulateur(s) solaire et appoint (lorsqu'il est possible de le mesurer indépendamment du poste chauffage). • Vannes de commutation ou de réglage.

Irradiation [kWh/m2]

C’est la quantité d'énergie solaire reçue par une surface donnée, exprimée couramment en kWh/m2. Afin d’obtenir la meilleure précision possible, il serait de rigueur de placer sur chaque installation une sonde de mesure d’irradiation (placée idéalement dans le même plan et au même endroit que les capteurs). Cette mesure peut s’effectuer avec une cellule photovoltaïque étalonnée, raccordée par un convertisseur adéquat à un télécontrôleur envoyant les informations. 20

L’appareillage nécessaire

IV. L’APPAREILLAGE NECESSAIRE g 1. Compteur d’énergie thermique

Un compteur d’énergie thermique (couramment appelé compteur de chaleur), est un instrument destiné à mesurer l’énergie qui est absorbée (refroidissement) ou cédée (chauffage) par un fluide dans un circuit hydraulique.

Le compteur se compose de 3 parties :

• Une paire de sondes de température (montées avec ou sans doigts de gant) : elles détectent la différence de température entre le circuit aller et circuit retour.

• Un calculateur : il reçoit des signaux du capteur hydraulique et des sondes de température et calcule par intégration des différentes données successives mesurées.

Dans un premier temps à l’aide du volume d’eau mesuré et de l’écart de température entre l’eau chaude et l’eau froide et les caractéristiques énergétiques de l’eau (capacité calorifique), la puissance instantanée (kW) ou l’énergie (kWh) circulant dans le circuit est déterminée. 21

L’appareillage nécessaire

Calculateur et sonde de température

Plus le nombre d’impulsion est fréquent, plus les mesures seront précises, mais suivant les compteurs, cela diminue également la durée de vie de la pile.

La fréquence d’échantillonnage du calculateur est également importante. Il s’agit du pas de calcul (en seconde), plus celuici est faible meilleure sera la précision. Il faut cependant veiller à ce que l’échantillonnage soit compatible avec le nombre d’impulsion du capteur hydraulique.

• Un mesureur hydraulique : cette pièce émet un signal fonction du débit circulant dans le circuit. Elle évalue ainsi la quantité d’eau passant dans le circuit. Les plus couramment rencontrés pour les applications de comptage dans les bâtiments sont des compteurs mécaniques.

L’appareillage nécessaire

Les differents types de mesureurs hydrauliques g Le mesureur à piston oscillant :

Piston

Entrée d’eau

Chambre de volume fixe

Sortie d’eau

Appelé également compteur volumétrique. Il se caractérise par sa chambre de mesure qui est l'organe dans lequel se trouve un piston rotatif, le passage du liquide dans la chambre de mesure provoque l'oscillation du piston et à chaque rotation correspond un volume d’eau (volume cyclique).

Un système magnétique permet le comptage des cycles et ainsi du volume passé dans le circuit. Ce type de mesureur est très bien adapté à tout type de liquide, et offre des mesures précises sur une large plage de débit. Il est généralement très bien adapté pour le comptage des fluides n’excédant pas 40°C.

L’appareillage nécessaire

g Le mesureur à turbine :

Il fonctionne de la même façon que les moulins à eau. Une turbine entrainée par l’écoulement du fluide tourne et transmet sa rotation à un système de comptage. Ce dernier totalise le nombre de rotations ce qui permet de déterminer la quantité d'eau passée dans les canalisations en connaissant le rapport 1 tour de turbine / quantité d'eau passée dans le compteur. Ce type de compteur est moins précis que le compteur volumétrique pour les faibles débits.

Il existe deux procédés afin de mettre en mouvement la turbine, ceci crée deux sous catégories :

• Jet unique : l’eau entrainant la turbine s’introduit par un orifice unique. • Jets multiples : l’eau entraînant la turbine s’introduit par plusieurs orifices. Jet unique

Jet multiples

L’appareillage nécessaire

g Le mesureur de type Woltman Woltman à hélice axiale

0 0 0 0 8 3

Woltman à hélice verticale

0 0 0 0 8 3

Il s’agit d’une appellation d’un débitmètre à hélice, cette hélice est soit verticale, soit axiale. L’écoulement du fluide dans le compteur entraîne la rotation de l’hélice. La vitesse de cette dernière est alors proportionnelle à la vitesse d’écoulement du fluide (débit volumique). La vitesse de rotation est évaluée en mesurant la fréquence de passage des ailettes détectées à l’aide d’un capteur à impulsions. Le capteur hydraulique transmet finalement au calculateur un nombre d’impulsions électriques proportionnel au débit.

Les mesureurs à turbine et les mesureurs de type Woltmann sont dits mécaniques avec des pièces en mouvement (turbine, hélice), et ont un fonctionnement très similaire. Il existe également certains appareils sans pièces mobiles (à l’inverse des turbines ou pistons présents dans les mesureurs précédents), qui permettent de prolonger leur durée de vie : il s’agit des mesureurs à ultrasons, ou à effet vortex.

L’appareillage nécessaire

g Le mesureur Ultrason :

Récepteur Arrivé fluide

Onde ultrasonore Emetteur

Il utilise la différence des temps de parcours aller-retour d’une onde ultrasonore. Un émetteur et un récepteur générant et interceptant respectivement cette onde, sont positionnés de part et d’autre de la conduite de manière à ce que ces ondes acoustiques allant de l'un à l'autre soient à 45 ° par rapport au sens d'écoulement dans la conduite (mode direct). Cependant elles peuvent également se placer du même côté.

Le mesure du temps que met l’onde ultrasonore pour aller de l’émetteur au récepteur (distance fixe et programmée) permet de déduire la vitesse du fluide circulant dans le circuit.

L’appareillage nécessaire

g Le mesureur à effet vortex :

Le principe est basé sur le phénomène de génération de tourbillons, appelé effet Karman.

Lorsque le fluide rencontre un corps non profilé, il se divise et engendre des tourbillons, de part et d'autre et en aval du corps non profilé. Le nombre de tourbillons formés en aval par unité de temps est proportionnel au débit moyen.

Une vitesse précise d'écoulement du fluide est déterminée par le comptage des tourbillons. Cette vitesse est mesurée à l'aide d'un capteur sensible aux variations de pression. Les mesureurs ultrason et à effet vortex ne contiennent pas de pièces mobiles, ce qui améliore leur durée de vie et leur précision au cours du temps.

Le calibre du capteur hydraulique sera choisi en fonction du débit traversant (donc également en fonction du diamètre de la conduite où il sera placé, voir avec la gamme de chaque fabricant).

L’appareillage nécessaire

On distingue 3 types de compteurs d’énergie thermique: Les compteurs compacts

Les trois composants (calculateur, sondes de température et mesureur de volume) sont solidaires les uns des autres. L’appareil constitue donc un ensemble étalonné en tant que tel, qu’il faut remplacer intégralement en cas de défaut ou de renouvellement. Ce type d’appareil est certes moins souple que les modèles à éléments séparés, mais il offre le meilleur rapport prix/performances pour les conduites de faibles diamètres.

Les compteurs « combinés »

Ce sont les compteurs d’énergie thermique sur lesquels le calculateur peut être séparé de l’élément de mesure du volume, mais lui reste attaché par un câble non amovible. Les appareils combinés sont utilisés par exemple lorsque la place est limitée au point de montage, empêchant le positionnement du calculateur sur le mesureur de volume ou rendant difficile la lecture de ce dernier.

Les compteurs à éléments séparés

Les trois composants sont étalonnés séparément et peuvent ensuite être regroupés par l’utilisateur pour constituer un compteur d’énergie thermique. Chaque composant peut être remplacé indépendamment des autres. Les compteurs à éléments séparés sont très souples d’utilisation et autorisent de très nombreuses combinaisons de mesureurs de volume et de sondes de température, de sorte qu’ils s’adaptent à presque tous les besoins de mesure. Ces derniers compteurs sont généralement les plus chers.

L’appareillage nécessaire

Les compteurs peuvent être alimentés par une pile (lithium) ou être branchés sur secteur. Ceci est un paramètre important dans le choix d’un compteur car cela détermine sa durée de vie. Pour les compteurs compacts, généralement aucun branchement secteur n’est possible, seule une pile assure l’alimentation. Pour certains modèles, la durée de vie de la pile est la durée de vie du compteur, dans ces cas là, lorsque la pile arrive en fin de vie, l’unique solution est de changer le compteur. Une pile ayant pour fonction la mémorisation des données en cas de coupure de l’alimentation ou de changement de la pile d’alimentation est également comprise dans le compteur. La quasi-totalité des compteurs présents sur le marché actuel peuvent mémoriser environ 15 valeurs successives programmées par l’utilisateur (correspondant par exemple à la valeur du premier jour de chaque mois pour réaliser le suivi).

g 2. Compteur d’eau

Dans le cas où le comptage de la consommation d’eau chaude sanitaire n’est pas possible avec le compteur d’énergie placé (suivant son placement et sa technologie), des compteurs volumétriques doivent être installés. Ces compteurs volumétriques, couramment mis en place et bien connus des installateurs, suffiront à effectuer cette mesure. Parfois ces compteurs sont équipés de boîtiers de transmission permettant une connexion avec un compteur d’énergie séparé (à voir avec les fournisseurs). Simple compteur d’eau à installer dans le cas où le compteur de chaleur ne mesure pas le volume d’eau .

L’appareillage nécessaire

g 3. Compteur d’électricité

Ces compteurs sont destinés à mesurer les consommations électriques de l’appoint (en cas d’appoint électrique) et peuvent également être utilisés pour mesurer la consommation des auxiliaires (circulateurs, etc…).

Un boîtier de mémorisation des valeurs (ex : mémorisation de la valeur du premier jour de chaque mois), peut être associé à ce compteur électrique à condition que ce dernier possède une sortie impulsions. Ce boîtier récupère les impulsions et assure leur mémorisation.

(exemple : le boîtier CIL105 de LOREME utilisé par INES Education dans le cadre du Télésuiweb). ATTENTION :

A l’emplacement des sondes de mesure de températures. Ces sondes doivent de préférence être placées : - En doigt de gant - Loin des coudes (des perturbations)

Il faut également être vigilant sur la conduction du cuivre, ce qui signifie que la sonde doit de préférence être placée à 40 cm d’une vanne trois voies ou d’un mitigeur thermostatique.

Se reporter systématiquement aux documentations des fabricants.

Mise en place des compteurs

V. MISE EN PLACE DES COMPTEURS g 1. Principe et choix

Chaque compteur ayant ses particularités de fonctionnement, pour plus de complément et un relevé adapté, il est nécessaire de consulter la notice du compteur installé, et d’obtenir si nécessaire des explications par le fabricant, l’installateur le bureau d’étude ou encore AJENA. Il existe des régulations solaires sur le circuit primaire ou des stations solaires assurant un comptage d’énergie, mais elles comptabilisent la production solaire sans tenir compte des pertes de chaleur du ballon solaire. De plus elles utilisent des méthodes d’intégration simplifiées (basées entre autres sur le temps de fonctionnement moyen de la pompe). Elles ne possèdent donc pas la précision requise pour effectuer un suivi fiable et réel de l’installation. Il est nécessaire dans tous les cas de placer des compteurs d’énergie thermique. Les compteurs ne s’installent jamais sur le circuit primaire (sauf impossibilité technique ou si la configuration de l’installation ne permet que ce placement afin de déterminer la production solaire utile). 31

Mise en place des compteurs

En effet le compteur se positionne directement sur le circuit d’eau chaude sanitaire (généralement en amont du ballon solaire sur l’entrée d’eau froide) pour permettre de connaître l’énergie effectivement utile au système (on inclut ainsi les pertes de chaleur dues au stockage de l’eau dans le ballon).

Pour préserver la durée de vie de la pile du compteur, il est préférable d’éviter de l’exposer à des températures trop élevées (au delà de 80°C). Eviter également de les placer dans des lieux exposés à des risques de forte humidité. Les sondes de températures doivent être placées dans des doigts de gant (excepté d’éventuelles prescriptions du fabricant). Ne pas raccourcir ou effectuer d’autres manœuvres sur les fils des sondes de température, sinon les mesures effectuées seront fausses. L’installation du compteur doit se faire suivant les prescriptions du fabricant (placement des sondes, vannes à installer, etc). ATTENTION !

Si les conditions imposent le placement d’un compteur de chaleur sur le circuit primaire solaire, il faudra veiller à ce que celui-ci puisse résister de fortes températures (120°C), et que la calculateur soit paramétré pour un circuit d’eau glycolée et non un circuit d’eau simple.

La pose de ce compteur permet également de comptabiliser par différence les pertes du ballon, ce qui peut amener à le “sur-isoler” (surtout s’il est posé dans un local froid).

Mais dans le cadre d’un suivi des performances d’un système comme décrit dans ce guide, ce compteur ne présente pas de réel intérêt, sauf conditions exceptionelles.

Mise en place des compteurs

Le choix de la technologie des compteurs :

Les compteurs à piston oscillant (compteurs volumétriques), sont les plus précis sur les larges plages de mesures, mais sont plus adaptés aux circuits froids. Cette technologie doit donc être privilégiée pour les mesureurs placée sur le circuit ECS. Les compteurs à turbine sont bien résistants aux températures élevées, ils sont ainsi mieux adaptés aux circuits hydrauliques d’appoint (mesure effectuée dans le cas d’un appoint hydraulique intégré au ballon solaire).

Choix du type de compteur :

Pour des diamètres nominaux de DN15 ou DN20 mm les compteurs compacts sont bien adaptés et moins coûteux. Audelà des compteurs à éléments séparés, plus coûteux, s’intègrent mieux et sont plus précis.Veiller à la compatibilité du mesureur avec le calculateur séparé. La sortie impulsions du mesureur (en impulsion/litre ou inversement), doit correspondre à celle programmée dans le calculateur. Le fabricant du compteur est en mesure de vous informer sur cette compatibilité. Veiller également dans ce cas à choisir un mesureur ayant une technologie adaptée aux types de contraintes qu’il rencontrera selon son emplacement. Un compteur d’énergie est un instrument de mesure sensible, il doit donc être manipulé avec soin.

g 2. Nécessité d’instrumentation du bouclage

Dans certains cas, instrumenter le bouclage sanitaire de l’installation peut s’avérer nécessaire. Se référer aux explications en partie VII pour les détails.

Il s’agit d’une liste non exhaustive de compteurs adaptés au comptage d’énergie thermique pour ce type d’installation solaire. L’ensemble de ces compteurs se trouve sur le marché français et possède un service après-vente en France. Ce comparatif a été réalisé d’après les fiches techniques de chaque compteur, les brochures commerciales, les informations des constructeurs, les visites d’installation par AJENA et les certifications d’examen de type d’après le LNE (Laboratoire National d’Essai). Les informations utilisées sont fréquemment remises à jours, certaines divergences avec la réalité sont donc possibles, et involontaires.

Différents types de compteurs adaptés, présents sur le marché Français

Mise en place des compteurs

g 3. Utilisation

La majorité des compteurs de chaleur rencontrés se présente de la façon suivante :

• Un écran LCD (cristaux liquides), où s’affichent les valeurs ainsi que les unités des mesures effectuées. • Un à deux bouton(s) poussoir permettant de changer les données affichées. • Une lentille infrarouge (pour la transmission des données).

De brèves pressions successives sur le bouton poussoir permettent de permuter l’affichage des données souhaitées sur l’écran (énergie, débit, volume total etc…). Un maintien de pression plus long (de 3 à 5 secondes) sur ce même bouton permet de changer de menu et d’avoir accès par exemple aux données mémorisées, à visualiser successivement en appuyant de nouveau brièvement sur ce même bouton. Sur certains compteurs, le changement de menu se fait à l’aide d’un deuxième bouton.

Mise en place des compteurs

L’interface infrarouge permet de relever les valeurs informatiquement grâce au logiciel qui peut être fourni avec le compteur (spécifique à chaque fabricant). ATTENTION !

Selon les compteurs, les réglages et les paramétrages sont faits en usine ou non. Certains compteurs permettent donc la modification des valeurs du calculateur. Il est cependant fortement déconseillé au maître d’ouvrage de chercher à modifier lui-même ces valeurs. Le relevé des valeurs :

Il doit se faire à intervalle régulier, de préférence à la même date chaque mois. Les compteurs bénéficiant d’une fonction de mémorisation des valeurs entraînent une certaine souplesse sur l’exécution de cette tâche. Il suffit lors du relevé des mesures de lire l’affichage désiré et de le reporter dans les tableurs, dont l’utilisation est expliquée dans les pages suivantes.

Sur le compteur d’énergie solaire utile :

Deux valeurs sont à relever : l’énergie (en kWh) et les consommation d’eau (en m3).

Analyse des mesures

VI. ANALYSE DES MESURES g 1. Les méthodes disponibles Méthode télésuiweb

Télésuiweb, mis en place par INES Education (Institut National de l’Energie Solaire), est un outil de contrôle des installations solaires individuelles ou collectives de production d’eau chaude sanitaire. Le principe est simple : après l’installation d’un système de comptage d’énergie sur l’installation, les maîtres d’ouvrage volontaires s’engagent à restituer mensuellement, via un site internet, les mesures relevées.

Un logiciel de suivi mis en place sur le site internet d’INES Education, réalise une fiche synthétique reprenant toutes les caractéristiques de l’installation, analyse les données et permet également de comparer les performances réelles avec les performances théoriques attendues pour l’installation. Le logiciel de calcul des performances énergétiques intégré est un dérivé du logiciel SOLO 2000, dont les caractéristiques de calculs et les types de corrélations disponibles sont nombreux. 37

Analyse des mesures

Source : INES éducation

Présentation de l’installation

Explications :

Dans un premier temps les caractéristiques de l’installation concernée (type d’installation, d’instrumentation, photo etc.…) sont renseignées. Une entrée spécifique au projet, protégée à l’aide d’un code d’accès, est alors mise en place de sorte que seul le maître d’ouvrage puisse renseigner les informations.

L’ensemble des caractéristiques de l’installation renseignée par le maître d’ouvrage la première fois, sera mémorisée et servira de référence de calcul au logiciel.

Source : INES éducation

Valeurs à renseigner par le maître d’ouvrage

Analyse des mesures

Explications

Les mesures mensuelles de ces compteurs d’énergie ou d’eau sont ensuite renseignées. Celles-ci sont enregistrées et peuvent être consultées à tout moment. Le nombre de valeurs à rentrer chaque mois varie entre 2 et 5 suivant le type d’installation.

Rappel des données de l’installation

Source : INES éducation

Sur une deuxième page les données de l’installation sont rappelés, suivis des résultats et des graphiques d’interprétation des mesures effectuées.

Analyse des mesures

La mise en commun des données mesurées et renseignées et les caractéristiques techniques et météorologiques du site permettent de dégager un ratio de performance. Il s’agit du rapport de l’énergie solaire utile mesurée par rapport à l’énergie solaire utile théorique. L’énergie solaire utile mesurée correspond à la valeur qui a été relevée sur le compteur installé.

L’énergie solaire utile théorique est calculée avec la méthode SOLO, intégrée au site internet, en utilisant les données suivantes :

• Paramètres de l'installation (surface de capteurs solaires, volume de stockage, caractéristiques du circuit primaire, secondaire etc). • Consommation réelle d'eau chaude mesurée sur l'installation (avec le compteur volumétrique voir page 29) • Irradiation solaire réelle sur la surface du capteur solaire calculée à l'aide des valeurs de la station météorologique la plus proche de l'installation suivie, et en tenant compte des ombrages (masques) éventuels (montagnes environnantes, bâtiments proches, etc) durant la journée. • Température extérieure de la station météorologique la plus proche (moyenne des données sur les 10 dernières années). • Température conventionnelle d'eau froide de la station météorologique la plus proche.

L'énergie théorique est donc l'énergie solaire utile qu'aurait due produire l'installation considérée, compte tenu de ses conditions réelles de fonctionnement (ensoleillement, consommation d’eau chaude, etc). Le ratio de performance est de ce fait une mesure de la qualité et de l’efficacité de fonctionnement du système. Pour tenir compte des incertitudes inhérentes à la méthodologie employée, pour une valeur de ratio de performance supérieure ou égale à 80 % le fonctionnement du système est considéré comme satisfaisant ou acceptable.

Analyse des mesures

Lien sur la plateforme : http://www.ines-solaire.com/TeleSuiWeb.htm.

Après le lancement de la simulation, une page de résultats s’affiche contenant des graphiques et un tableau comparatif

Course du soleil et masque (latitude = 45.53°) 90 80

21 Juin 21 Mars 21 Déc masque

Source : INES éducation

Hauteur en °

-150

Le premier graphique « Course du soleil et masque » est un diagramme solaire pour la latitude considérée avec la représentation du masque.

50 40 30 20 10

-100

-50 Est

0 Azimut en °

100

150

Ouest

Ensoleillement et consommation d’eau litre par jour

Source : INES éducation

heure par mois

Jan

Fev

Mar

Avr

Mai

Juin

Juil

Aou

Sep

Oct

Ensoleillement moyen à la station Météo France Ensoleillement relevé à la station Météo France Consommation d’eau chaude estimée Consommation d’eau chaude mesurée / T consigne

Nov

Déc

Les secondes courbes « Ensoleillement et consommation d’eau » mettent en évidence la comparaison entre les valeurs moyennes ou estimées de l’ensoleillement et de la consommation d’eau, le tout par rapport aux valeurs réelles mesurées.

Analyse des mesures

Apport solaire calculé / mesuré

Source : INES éducation

kWh par mois

Jan

Fev

Mar

Avr

Mai

Juin

Juil

Aou

Sep

Oct

Nov

Déc

Besoin énergétique nécessaire pour l’eau chaude solaire Apport énergétique solaire calculé Apport énergétique solaire mesuré

Le troisième diagramme « Apport solaire calculé/mesuré » permet de mettre clairement en évidence la production réelle d’énergie par rapport aux calculs théoriques effectués sur chaque mois.

Mois : aout 2008 Choix mois = 8 énergie en Kwh Besoin ECS sur le mois Apport solaire sur le mois

Calculé -

Besoin ECS sur l'année Couverture solaire sur l'année

Couverture solaire cumulée

Source : INES éducation

1246 69 %

1802 935 52 %

Apport solaire sur l'année Besoin ECS cumulé Apport solaire cumulé

1177 72 %

141 141 100 % 1637 912 56 %

139 98 %

Couverture solaire sur le mois

Mesuré

Le dernier tableau permet de récapituler les chiffres pour chaque mois. Il est alors possible de se rendre compte de l’efficacité de l’installation. Il suffit de comparer les chiffres entre chaque colonne, et de voir où se situe l’installation par rapport aux calculs. On retrouve en chiffres ici les valeurs du graphique présent ci-dessus.

Analyse des mesures

Méthode de suivi AJENA

AJENA possède également des outils permettant de réaliser un suivi des installations solaires thermiques.

Cela consiste à relever les données des différents compteurs à intervalle régulier, de la même façon que la méthode télésuiweb de l’INES. Ces données sont ensuite non pas entrées sur une plateforme internet mais dans un tableur Excel développé par AJENA.

Date 1

Date 2

Date 3

Date n

(1)-Energie solaire fournie au système (kWh)

kWh

(2)-Volume d'eau consommé m3

(3)-Energie d'appoint (kWh)

kWh

1 - Valeur relevée sur le compteur d’énergie placé sur l’arrivée d’eau froide à l’entrée du ballon solaire. 2 - Valeur relevée sur le compteur d’eau volumétrique placé sur l’arrivée d’eau froide à l’entrée du ballon solaire (compteur pouvant être le même qu’en “1”). 3 - Valeur relevée sur le compteur électrique d’appoint ou sur le compteur d’énergie placé sur le circuit hydraulique relié au système de production de chaleur (chaudière).

Principe de suivi réalisé par le maître d’ouvrage luimême :

Vous entrez les valeurs relevées dans le tableau à la Date 1 (date choisi par le maître d’ouvrage), et vous répétez cette manœuvre sur l’ensemble de la période de mesure (de 3 à 10 ans).

Analyse des mesures

Il est nécessaire pour plus de commodité de réaliser les relevés à intervalles réguliers, l’idéal étant chaque mois (exemple : vous réalisez le relevé le 1er de chaque mois). Le tableur ne prend cependant en compte que la valeur totale annuelle.

Comment compléter le tableur AJENA ?

AJENA a mis en place un tableur pour le suivi des installations solaires collectives jurassiennes, pour lesquelles elle assure la fonction d’animateur solaire thermique.

Le tableur ainsi destiné aux projets jurassiens se présente de la façon suivante : Les cases grises concernent les valeurs à renseigner. Le technicien AJENA en charge du suivi solaire peut vous aider à les remplir.

Cette première partie récapitule la situation du bâtiment. Pour un suivi ordonné, indiquer l’année du suivi (année 1, année 2…).

Analyse des mesures

Energie : Gaz naturel

Energie : Solaire m2

Compteur relevé au 01/01

kWh PCS/an

Surface de capteurs

Compteur relevé au 31/12

kWh PCS/an

Volume ballon solaire

litres

Consommation résultante sur l'année étudier

kWh PCS/an

Compteur relevé au 01/01

kWh

Compteur relevé au 31/12

kWh

Production annuelle solaire

Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) du combustible

kWh PCI

Rendement chaudière ( ) 2

Besoins sortie chaudière 1

kWh/an

0,9 kWh PCS

*PCI*

% kWh/an

Production au m2 de capteur 3

kWh/m2/an / Surface capteurs

Cette seconde partie concerne le comptage d’énergie.

Partie de gauche :

Cette partie concerne les consommations d’énergie d’appoint de l’installation. Ce sont les valeurs relevées sur le compteur d’énergie d’appoint qui sont à renseigner ici. Si ce compteur n’est pas présent, AJENA est en mesure d’effectuer une estimation sur l’année.

• sélectionner dans un premier temps l’énergie utilisée en appoint (l’énergie de la chaudière en cas d’appoint hydraulique ou électricité) à l’aide du menu déroulant, • remplir dans la première case la valeur de l’énergie mesurée (kWh) du compteur au premier relevé (année n), • remplir dans la seconde case la valeur de l’énergie mesurée (kWh) de ce même compteur un an après (année n+1).

Partie de droite :

Cette partie concerne directement l’énergie solaire. Ce sont les valeurs relevées sur le compteur d’énergie solaire qui sont à renseigner ici. 45

Analyse des mesures

De la même façon que pour la partie de gauche :

• remplir dans la première case la valeur de l’énergie mesurée (kWh) du compteur au premier relevé (année n), • remplir dans la seconde case la valeur de l’énergie mesurée (kWh) de ce même compteur un an après (année n+1). Cette dernière partie concerne la consommation d’eau.

Eau chaude sanitaire Consommation annuelle ...

... d'eau chaude :

litres/an

... d'eau froide :

litres/an

Rendement de distribution de l'installation d'ECS : 9

Energie fournie par l'appoint : (

- 3

°C

T° d'eau froide moyenne :

°C

Ensoleillement :

kWh/an

T° eau chaude dans le ballon : 5

Besoin annuel :

* 1,162 * 10-3 * ( 4

Couverture solaire :

kWh/m2.jour %

3 / 8

kWh/an

)

• remplir dans la première case la valeur du volume total mesuré (m3) du compteur d’énergie solaire (en changeant l’affichage pour avoir la fonction volume en m3) ou sur le compteur d’eau placé sur l’installation (généralement sur l’arrivée d’eau dans le système).

Explication des résultats :

A la différence de la méthode Télésuiweb d’INES Education où la comparaison est effectuée entre les calcul théoriques actualisés et les mesures effectives, ici la comparaison se fait entre les prévisions de l’étude de faisabilité et les mesures. Ainsi cela donne une bonne indication de performance sur la première année de fonctionnement, mais est limité en précision par la suite, ce qui n’est pas le cas avec la méthode Télésuiweb. 46

Analyse des mesures

g 2. Résultats

Quels sont les indicateurs de performance du système ?

La mesure des valeurs permet d’obtenir des indicateurs pouvant alors être comparés aux indicateurs « théoriques ». Cette procédure permet de mettre en évidence la performance d’un système. La productivité solaire :

Il s’agit du rapport entre l’énergie solaire fournie (kWh) et la surface de capteurs installée (m2). Elle se comptabilise en kWh/m2/an. Avec la simple mesure l’énergie solaire fournie annuellement pour la production d’eau chaude sanitaire, ramenée à la surface de capteurs, il est possible de se rendre compte des performances de l’installation. Chaque installation étant différente, il est nécessaire de réaliser une comparaison entre la productivité mesurée et la productivité issue de l’étude de faisabilité afin d’obtenir un indice précis du fonctionnement ou de viabilité de dimensionnement de l’installation par rapport aux prévisions effectuées. Cette comparaison entre les mesures effectuées et la faisabilité peut également s’effectuer sur d’autres données :

• L’énergie solaire utile (en kWh), (comparaison de la valeur théorique calculée et la valeur mesurée).

• le taux de couverture solaire (en %), il s’agit de la part des besoins couverts par l’énergie solaire, (comparaison de la valeur théorique calculée et la valeur mesurée).

Une simulation réalisée ensuite par AJENA permet de comparer les résultats avec ce que l’installation aurait dû produire dans les conditions réelles de consommation. Cette méthode de suivi permet une approche rapide du bon fonctionnement de l’installation mais n’a pas la prétention d’être aussi précise et efficace que le télésuiweb de l’INES.

Analyse des mesures

De plus la méthode AJENA ne s’étend qu’aux installations jurassiennes du fait qu’elle entre dans un programme ADEME/Conseil général du Jura/AJENA. Quand et comment agir ?

Suite aux mesures effectuées et à la comparaison de celles-ci par rapport aux valeurs théoriques, il est possible de juger des performances de l’installation. Les valeurs clés appelant à retravailler l’installation sont les suivantes : Une productivité faible :

• < 280 kWh/m2/an, l’installation est sujette à un ou plusieurs problèmes de fonctionnement ou est surdimensionnée. • 280 < … < 400 kWh/m2/an, l’installation doit être révisée afin de déterminer la raison de cette limite, témoin d’un fonctionnement moyen de l’installation ou d’un léger surdimensionnement. • 400 kWh/m2/an, l’installation fonctionne correctement. Il est tout de même nécessaire de mettre cette valeur en rapprochement avec le taux de couverture solaire (%), car malgré ce chiffre, l’installation peut être sous-dimensionnée (si le taux de couverture solaire est faible). • Des valeurs de productivité, d’énergie solaire utile ou de taux de couverture solaire inférieurs à 80 % des prévisions (valeurs théoriques).

Attention, ces chiffres dépendent également de la consommation d’eau chaude sanitaire. Ils peuvent ainsi fluctuer par rapport aux prévisions en fonction de la consommation réelle d’eau qui peut varier par rapport à celle prévue dans les études.

• Un ratio de performance inférieur à 80% télésuiweb).

(méthode

Suite à ces constats, prendre contact avec l’ADEME de votre Région ou un installateur afin de diagnostiquer les dysfonctionnements possibles sur l’installation et de les corriger.