L'énergie solaire pour les bâtiments - SCHL

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L’énergie solaire pour les bâtiments Tableau 4 – Comparaison de six systèmes de capteurs solaires à l’air Économies d’énergie Performance Coûts Inconvénients Avantages Système 110 à 550 kWh/m2 (ensoleillé – froid) 600 à 800 kWh/m 2 Solarwall ® 194 $/m2 Performance moindre du dispositif de captage de la chaleur 90 à 300 kWh/m2 (nuageux-tempéré) Les matériaux composant le capteur doivent être non toxiques. Simple, peu coûteux Utilise l’air à faible température Tous les capteurs sont utilisables. Les systèmes font appels à des composants disponibles dans le commerce. 1 80 à 200 kWh/m2 (ensoleillé – froid) Période de récupération de 25 ans 200 $/m 2 Peut exiger une ventilation séparée Simple, s’utilise avec ou sans stockage 2 26 Société canadienne d’hypothèques et de logement 40 à 75 kWh/m2 (nuageux-tempéré) 150 à 400 kWh/m2 (ensoleillé – froid) La période de récupération dépend du taux d'intégration. 90 à 475 $/m 2 Relativement plus dispendieux Degré élevé d'intégration possible, même dans les cas de rattrapage 3 100 à 225 kWh/m2 (nuageux-tempéré) 100 à 425 kWh/m2 (ensoleillé – froid) 80 à 240 kWh/m2 (période de chauffage) Les capteurs à vitrage peuvent surchauffer les locaux adjacents; le stockage de l’énergie dans la pierre est volumineux. 50 à 200 kWh/m2 (nuageux-tempéré) Le fait d’utiliser les capteurs à titre de partie de l’enveloppe du bâtiment amenuise les coûts supplémentaires liés à l’installation solaire. 4 30 à 150 kWh/m2 (ensoleillé – froid) 250 à 650 $/m 2 On doit éviter de placer les meubles contre les murs. Utilise les composants existants des bâtiments 10 à 100 kWh/m2 (nuageux-tempéré) Hausse du coût d’installation en raison de la double façade Se combine avec les installations de chauffage et de ventilation 5 300 à 400 kWh/m2 (ensoleillé – froid) 175 à 375 kWh/m 2 120 à 130 kWh/m2 (nuageux-tempéré) Plus encombrant que les systèmes liquides Risque de gel dans l’échangeur de chaleur Efficacité globale réduite en raison de la baisse de température à travers l’échangeur de chaleur Aucun problème de fuites, d’ébullition ou de gel dans le capteur L’équipement habituel de ventilation peut s’employer. 6 Il peut servir à produire de l’eau chaude en été.
en électricité. Dans nombre de régions, il est possible d’alimenter le secteur à l’aide de l’électricité solaire excédentaire et de recevoir une compensation financière du fournisseur. Le coût de la technologie PV est à l’heure actuelle de beaucoup supérieur à celui de l’électricité produite de manière traditionnelle, et la période de récupération est très longue. Ressources naturelles Canada a évalué le seuil de rentabilité des produits PV au Canada en utilisant les données des 25 dernières années. En fonction d’une croissance annuelle de 20 % (la croissance approche plutôt les 30 % par an depuis les six dernières années), le seuil de rentabilité par rapport au mode de production classique d’électricité se produira entre 2020 et 2030 21 . Cette prévision est fondée sur de faibles coûts de production prévus découlant d’avancées technologiques considérables ou des avantages consentis en raison de réductions des gaz à effet de serre produits. Systèmes PV intégrés au bâtiment (PVIB) Une tendance plus récente à trait au développement de systèmes PV intégrés aux bâtiments (PVIB) : le champ de cellules PV est intégré à un élément du bâtiment. On se penche à l’heure actuelle sur les toitures en PPV, les éléments d’ombre en PPV (voir la figure 28) et les parements ou les composants de mur-rideau semi-transparents en PPV (voir la figure 29). Dans le cas des parements en PPV, il vaut mieux prévoir un vide d’air derrière les panneaux de manière à ce qu’ils fonctionnent à une plus faible température. En suivant une telle formule de construction, le concepteur se trouve à élaborer un système pare-air efficace qui fait obstacle à la pénétration de la pluie. Les toitures en PPV s’installent en grande partie de la même manière que les couvertures traditionnelles et sont disponibles en bardeaux, en tuiles et en couverture métallique à joints debout (voir la figure 30). Les dispositifs d’ombre par PPV peuvent s’avérer efficaces comme élément d’ombre pour une fenêtre, un auvent d’entrée ou un trottoir. Les PPV opaques peuvent être employés là ou aucune transmission de lumière n’est requise, tandis que les PPV semi-transparents s’utilisent dans les endroits où l’on veut un éclairage, comme les atriums ou les lanterneaux, mais il faut des dispositifs d’ombre pour réduire les charges de climatisation. Jusqu’à ce que l’utilisation des SPVIB devienne plus courante, certains obstacles devront être franchis. Les entreprises canadiennes de services publics ne sont pas au fait des petites installations décentralisées de production d’énergie. Par conséquent, le manque d’interconnexion entre les SPVIB et les services publics constitue un obstacle à leur utilisation. Autres obstacles : l’absence de L’énergie solaire pour les bâtiments normes techniques et de codes d’installation. Les obstacles non techniques comprennent le manque d’expérience des constructeurs et des inspecteurs en électricité; la pénurie de financement à l’égard des installations qui présentent d’importants coûts en immobilisations; les permis, les assurances et les frais d’inspections additionnels pour les systèmes de mesure de la consommation nette; la méconnaissance des possibilités et les avantages à long terme des intégrateurs de système 22 . Système de chauffage photovoltaïque hybride (PPV thermique) Un panneau PV de silicone cristalline présente une efficience de 10 à 15 % et produit quatre fois plus de chaleur que d'électricité. Cette chaleur est habituellement perdue dans l’environnement. Une cellule PV peut atteindre une température de stagnation de 50 °C (122 °F) au-dessus de la température ambiante, si l’excès de chaleur n’est pas éliminé. Plus les cellules PV sont froides, plus elles sont efficaces. Le capteur solaire à air présente une efficacité thermique de 40 à 70 %. Le fait de faire circuler de l’air extérieur derrière les panneaux a pour effet de préchauffer l’air d’alimentation d’une installation de CVC et augmente aussi l’efficience du PPV parce que ce dernier s’en trouve refroidi. La combinaison de ces deux systèmes produit tant de la chaleur que de l’électricité (cela équivaut à une installation de cogénération). Les résultats d’essais montrent que l’utilisation de PPV pour produire de l’électricité et de la chaleur utile améliore l’efficacité globale (électrique et thermique). La période de récupération d’un système PV raccordé au secteur se calculait en décennies. Dès 2004, le coût des panneaux était tombé à 4,50 $ par 21 Ayoub, J., Dignard-Bailey, L. et Filion, A., Photovoltaics for Buildings: Opportunities for Canada: A Discussion Paper, rapport nº CEDRL-2000-72 (TR), CANMET Energy Diversification Research Laboratory, Ressources naturelles Canada, Varennes, Québec, novembre 2000. 22 Ayoub, J., Dignard-Bailey, L. et Filion, A., Ibid. Figure 28 – PPV comme élément d’ombre d’une fenêtre (surplomb) à l’Université Queen’s, à Kingston Source : Kawneer Société canadienne d’hypothèques et de logement 27
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