capteurs solaires pv-thermiques
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Capteurs solaires PV-Thermiques:Technologie, Marché, Expériences
D. Zenhäusern, E. Bamberger, A. [email protected]
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
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Technologie Capteurs Systèmes Rendements
Marché actuel Produits Domaines d’application
Expériences Projets pilotes Autres projets Points de vue des différents
acteurs
Etude au sujet des capteurs PVT
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
2
Fluidführende Röhrchen
Wärmedämmung
Glas
Luftspalt
Photos: Meyer Burger, Solimpeks, Suncore, PolySolar Solutions, P&D Sotchà, P&D Oberfeld
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Technologie Capteurs Systèmes Rendements
Marché actuel Produits Domaines d’application
Expériences Projets pilotes Autres projets Points de vue des différents
acteurs
Etude au sujet des capteurs PVT
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
3
Sondage auprès de producteurs / bureaux d’études / installateurs / …
Fluidführende Röhrchen
Wärmedämmung
Glas
Luftspalt
Photos: Meyer Burger, Solimpeks, Suncore, PolySolar Solutions, P&D Sotchà, P&D Oberfeld
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Idée de base
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4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
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1.8
300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300
Wavelength [nm]
Spec
tral I
rrad
ianc
e [W
/m²/n
m]
Reflection
Absorption
PV conversionReflected
spectre d’irradiation solaire
réflexion ~ 10%
absorption ~ 90%Chaleur ~ 74 %
Cellule photovoltaïque cSi Source:P. Dupeyrat, Fraunhofer ISE
Electricité ~ 16 %
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Idée de base
PVT Chaleur utile à la place de chaleur perdue
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5
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0.8
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300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300
Wavelength [nm]
Spec
tral I
rrad
ianc
e [W
/m²/n
m]
Reflection
Absorption
PV conversionReflected
spectre d’irradiation solaire
réflexion ~ 10%
absorption ~ 90%Chaleur ~ 74 %
Cellule photovoltaïque cSi Source:P. Dupeyrat, Fraunhofer ISE
Electricité ~ 16 %
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Capteurs solaires PVT
6
Capteur solaire PVT
Combinaison du solaire photovoltaïque (PV) et thermique (T) en un composant
Les cellules PV génèrent de l’électricité et jouent en même temps le rôle d’absorbeur thermique.
La face arrière des cellules est munie d’unéchangeur de chaleur qui permet d’extraire la chaleur
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
Source: Meyer Burger
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Différents types de capteurs PVT
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Capteurs plans, caloporteur liquide
Capteurs sans vitrage (supplémentaire)
Capteurs vitrés
Capteurs plans, caloporteur air
Capteurs pour systèmes ouverts
Capteurs pour circuits fermés
Autres types de capteurs
Capteurs à concentration
Capteurs à tubes sous vide
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Différents types de capteurs PVT
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Capteurs plans, caloporteur liquide
Capteurs sans vitrage (supplémentaire)
Capteurs vitrés
Capteurs plans, caloporteur air
Capteurs pour systèmes ouverts
Capteurs pour circuits fermés
Autres types de capteurs
Capteurs à concentration
Capteurs à tubes sous vide
Source: Poly Solar SolutionsSource: Solimpeks
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Différents types de capteurs PVT
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Capteurs plans, caloporteur liquide
Capteurs sans vitrage (supplémentaire)
Capteurs vitrés
Capteurs plans, caloporteur air
Capteurs pour systèmes ouverts
Capteurs pour circuits fermés
Autres types de capteurs
Capteurs à concentration
Capteurs à tubes sous vide
Source: Poly Solar SolutionsSource: Solimpeks
Source: BASE
Source: Groupe Solution Energie
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Différents types de capteurs PVT
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25e journée du CUEPE, 19.5.2017
Capteurs plans, caloporteur liquide
Capteurs sans vitrage (supplémentaire)
Capteurs vitrés
Capteurs plans, caloporteur air
Capteurs pour systèmes ouverts
Capteurs pour circuits fermés
Autres types de capteurs
Capteurs à concentration
Capteurs à tubes sous vide
Source: Poly Solar SolutionsSource: Solimpeks
Source: BASE
Source: Groupe Solution Energie
Source: Suncore Ltd
Source: Naked Energy Ltd
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38
6
9
3
capteurs PVT plans, caloporteur liquide, sans vitragecapteurs PVT plans, caloporteur liquide, vitréscapteurs PVT plans, caloporteur aircapteurs PVT à concentration
Aperçu du marché
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56 produits en total (enquête non exhaustive)
Types de capteurs (nombre de produits)
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Allemagne (10)
Italie (8)
Suisse (5)
France (5)Danmark (3)
USA (3)
Chine (3)
Pays Bas (3)
Autriche (3)
Israel (2)
Royaume Uni (2)
Hong Kong (6)
Aperçu du marché
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
12
53 producteurs en total(enquête non exhaustive)
Provenance des producteurs
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Marché PVT Suisse (capteurs plans sans vitrage, calop. liquide)
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
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PVT part de marché 2015 (OFEN recensement du marché de l’énergie solaire)
3'000 m2
91'760 m2
6'676 m2 3'000 m2 91'760 m2 6'676 m2
2'200'000 m2
Capteurs PVT
Capteurs thermiques vitrés
Capteur thermiques sans vitrage
Photovoltaïque
Capteurs thermiques et PVT
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Marché PVT Suisse (capteurs plans sans vitrage, calop. liquide)
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
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PVT part de marché 2015 (OFEN recensement du marché de l’énergie solaire)
3'000 m2
91'760 m2
6'676 m2 3'000 m2 91'760 m2 6'676 m2
2'200'000 m2
Capteurs PVT
Capteurs thermiques vitrés
Capteur thermiques sans vitrage
Photovoltaïque
Capteurs thermiques et PVT Capteurs thermiques, PVT, et PV
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Marché PVT Suisse (capteurs plans sans vitrage, calop. liquide)
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
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PVT part de marché 2015 (OFEN recensement du marché de l’énergie solaire)
PVT installé en total (à la fin de 2016) (enquête SPF)
Nombre d’installations ~ 300
3'000 m2
91'760 m2
6'676 m2 3'000 m2 91'760 m2 6'676 m2
2'200'000 m2
Capteurs PVT
Capteurs thermiques vitrés
Capteur thermiques sans vitrage
Photovoltaïque
Capteurs thermiques et PVT Capteurs thermiques, PVT, et PV
Superficie ~ 15’000 m2
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Variantes de systèmes avec capteurs PVT sans vitrage
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
16
Eau chaude sanitaire &appoint de chauffage du batiment(Pré-)chauffage d’eau chaude sanitaire
Chauffage de piscine ouverte
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Variantes de systèmes avec capteurs PVT sans vitrage (avec PAC)
25e journée du CUEPE, 19.5.2017
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Régénération de sondes géothermiques Régénération d’un stockage de glace
Préchauffage d’eau phréatiqueChauffage d’un réservoir d’eau/glycol
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Répartition des variantes réalisées en Suisse
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ECS: 35%
PAC - Sondes géothermiques: 25%
ECS & Chauffage: 15%
PAC - réservoir d'eau/glycol: 8%
Piscine ouverte: 7%
PAC - stockage de glace: 6%PAC - eau phréatique: 4%
Variante réalisée (relatif au nombre d’installations)
(Pré-)chauffage d'eau chaude sanitaire
PAC, régénération de sondes géothermiques
Chauffage d'eau chaude sanitaire & appui auchauffage du bâtiment
PAC, chauffage d'un réservoir d'eau/glycol
Piscine ouverte
PAC, régénération d'un stockage de glace
PAC, préchauffage d'eau phréatique
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Régénération de sondes géothermiques - Projet P&D Oberfeld
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Objet3 immeubles collectifs, 100 appartements
Système de chaleur28 sondes géothermiques à 200 mPAC décentralisées1300 m2 de capteurs PVT
Rendement PVT 1ère année d’opérationThermique 330 kWh/m2Electrique 163 kWh/m2Taux de régénération 125 %
RemarqueL’augmentation de la limite sur la températured’entrée dans la sonde devrait permettre uneaugmentation du rendement thermique
MonitoringSPF Rapperswil
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Régénération de sondes géothermiques - Projet P&D Blatten bei Naters
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ObjetReka village de vacances, 7 immeubles, 50 appartements,piscine
Système de chaleur31 sondes à 150 mPAC centraleSystème de récupération de chaleurpour piscine et ECS670 m2 de capteurs PVT
Rendement PVT en 2016Thermique 400 kWh/m2Electrique 130 kWh/m2Taux de régénération 98 %
RemarqueForte augmentation du rendement thermique après changement du critèred’enclenchement du circuit solaire thermique (de 30 °C à 20 °C)
MonitoringHSLU Lucerne
Source: Lauber IWISA AG
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Préchauffage d’eau phréatique - Projet P&D Lintharena Näfels
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ObjetLintharena centre commerciale et deloisirs, hôtel, restaurant
Système de chaleurPAC avec puits et réservoir d’eauphréatique290 m2 de capteurs PVT
Rendement PVT Avril 2016 à Nov 2016Thermique 420 kWh/m2Electrique 135 kWh/m2
RemarqueEvaluation des économies d’électricité de la PAC dans les prochaines années
MonitoringZHAW Wädenswil
Source: ZHAW Wädenswil
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D’autres exemples
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PVT intégré en façade, Brusio (Grisons) Source: Caotec
![Page 23: Capteurs solaires PV-Thermiques](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012501/617a554970139b01401416d5/html5/thumbnails/23.jpg)
D’autres exemples
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PVT pour chauffage de piscine, St Livres (Vaud) Source: DualSun
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Conclusion
Large variété de produits disponibles dans la catégorie des capteurs plans sans vitrage
Les autres types de capteurs promettent des solutions intéressantes mais actuellement peu de produits disponibles
Il existe en Suisse un nombre considérable d’installations et le savoir-faire correspondant
La technologie PVT est disponible et peut être mise en pratique avec succès
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Large variété de produits disponibles dans la catégorie des capteurs plans sans vitrage
Les autres types de capteurs promettent des solutions intéressantes mais actuellement peu de produits disponibles
Il existe en Suisse un nombre considérable d’installations et le savoir-faire correspondant
La technologie PVT est disponible et peut être mise en pratique avec succès
Rapport final disponible fin mai sur les sites de et SPF.
Conclusion
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25e journée du CUEPE, 19.5.2017
![Page 26: Capteurs solaires PV-Thermiques](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012501/617a554970139b01401416d5/html5/thumbnails/26.jpg)
Sondage
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Participants au sondage
Bureaux d’études / installateurs / distributeurs : 128
Producteurs : 8
Thèmes
Offre
Intégration du PVT dans les systèmes
Expériences (conception, réalisation, opération)
Marché (nb. de systèmes réalisés, taille des installations)
Attitude face au PVT
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Arguments en faveur du PVT
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Pourquoi un maître d’ouvrage choisit le PVT ?(points de vue des bureaux d’études / installateurs / distributeurs ayant de l’expérience avec le PVT et les producteurs de panneaux PVT)
![Page 28: Capteurs solaires PV-Thermiques](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012501/617a554970139b01401416d5/html5/thumbnails/28.jpg)
Possibilités d’amélioration
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Qu’est-ce qui devrait changer pour favoriser le PVT ?(points de vue des bureaux d’études / installateurs / distributeurs ayant de l’expérience avec le PVT et les producteurs de panneaux PVT)
![Page 29: Capteurs solaires PV-Thermiques](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012501/617a554970139b01401416d5/html5/thumbnails/29.jpg)
Entreprises sans expérience avec le PVT
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Attitude des clients Attitude des entreprises
Pourquoi les entreprises n’ont-ils jamais réalisé du PVT ?
![Page 30: Capteurs solaires PV-Thermiques](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012501/617a554970139b01401416d5/html5/thumbnails/30.jpg)
Bruttoerträge flüssiggekühlter PVT-Flachkollektoren
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Zürich, Süd, 45°
8% 5% 2% 1% 0%8% 5% 2% 0% -2%
2% -2%
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900
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1100
1200
10°C 20°C 30°C 40°C 50°C
Brut
tost
rom
ertra
g[k
Wh/
(m2 a
)]
Brut
tow
ärm
eertr
ag[k
Wh/
(m2 a
)]
Kollektormitteltemperatur
nicht abgedeckt, ungedämmt nicht-abgedeckt, gedämmt abgedeckt