Le chauffe-eau solaire
De l’eau chaude grâce au soleil
L’énergie solaire est disponible partout, elle est encore plus présente en Guyane ! Non polluante, gratuite et simple à transformer, c’est l’énergie renouvelable la plus facilement utilisable par les particuliers.
Grâce au rayonnement du soleil, un chauffe-eau solaire permet de chauffer l’eau pour la douche, la vaisselle, la machine à laver …
Installé sur le toit, en général sans besoin de renforcer la toiture, le chauffe-eau solaire capte et emmagasine la chaleur du soleil.
Outre les systèmes de climatisation et de production de froid, très gourmands en électricité, le chauffe-eau électrique participe amplement à la croissance rapide des consommations électriques.
Ainsi, selon des études menées par l’ADEME et EDF en Guyane, la part du chauffe-eau représente près de 15% de la facture d’un logement individuel non-climatisé, et de 5 à 10% de la facture d’électricité des établissements hôteliers. C’est une solution coûteuse et peu environnementale.
Le chauffe-eau solaire est une alternative à ce problème.
Les différents chauffe-eau solaire
On trouve trois types de modèle en Guyane :
Il est composé d’un ballon de stockage peint en noir intégré dans un caisson aux parois intérieures réfléchissantes et recouvert d’un vitrage. Les parois réfléchissent les rayons du soleil vers le ballon qui absorbe la chaleur, chauffant l’eau qu’il contient.
Il est composé d’un capteur solaire et d’un ballon de stockage. Le capteur solaire est un panneau vitré permettant de chauffer l’eau. Par « thermosiphon », l’eau chaude monte naturellement vers le ballon de stockage.
- Le système à éléments séparés :
Le capteur solaire et le ballon de stockage sont séparés. Cette conception permet de placer le ballon dans les combles ou dans le logement. L’intégration sur la toiture de la maison est plus esthétique.
Même en saison des pluies un chauffe-eau est efficace car il y a toujours du rayonnement solaire diffus qui traverse les nuages pour chauffer l’eau. De plus, un ballon de stockage permet de conserver l’eau chaude pendant plusieurs jours. Un chauffe-eau électrique d’appoint peut éventuellement être optionnel.
Le photovoltaïque
Fonctionnement du photovoltaïque
Un module photovoltaïque transforme la lumière du soleil pour produire de l’électricité. Il offre de nombreux avantages : réduction des gaz à effet de serre, économie sur la facture d’électricité, production directe sur le lieu de consommation… Modulable et fiable, il ne nécessite très peu d’entretien !
L’énergie solaire photovoltaïque est utilisée en Guyane depuis maintenant de nombreuses années pour électrifier les sites isolés, comme les carbets en forêt par exemple.
Son développement en système raccordé au réseau est encore très marginal, pourtant cette technologie connaît une forte croissance à travers le monde.
Installés sur le toit ou sur des structures au sol, les modules photovoltaïques produisent de l’électricité.
L’onduleur permet de normaliser l’électricité solaire produite. Il transforme l’électricité créée par les modules en courant utilisable par nos appareils électriques.Il n’est pas indispensable que le soleil soit visible pour qu’un panneau solaire photovoltaïque fonctionne. Le rayonnement diffus provenant des nuages est aussi utilisé pour produire de l’électricité solaire. Le rendement du panneau est proportionnel à la luminosité extérieure perçue.
Il existe différents modes de pose des modules. Il est possible de les installer sur des structures au sol, de les accrocher à un mur ou de les fixer sur la toiture.
Vous pouvez les intégrer au bâti : intégré en toiture, brise soleil, façade, verrière, garde-corps, allège…
Les modules doivent êtres inclinés au minimum de 15° pour évacuer l’eau de pluie et les saletés.
La productivité d’une installation solaire photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs :
- L’orientation du toit ou de l’installation solaire.
- L’inclinaison de l’installation.
- La présence ou non d’ombres portées, qui ont un impact sur le rendement de l’installation. Il faut donc vérifier qu’aucun câble électrique, poteau ou végétation ne vienne gêner la lumière du soleil.
- Les valeurs locales de rayonnement.
- Les conditions météorologiques.
Il y a 3 types de panneaux photovoltaïques :
- Les panneaux solaires monocristallins sont les panneaux qui ont les taux de rendement les plus élevés. Leur cycle de fabrication est très complexe, ils coûtent donc relativement cher par rapport à leur gain de productivité.
- Les panneaux solaires amorphes (ou micro amorphes) ont des taux de rendement plus faibles mais sont plus actifs par faible luminosité (temps couvert, ombre). Ils coûtent moins cher, mais produisent largement moins d’énergie que les panneaux cristallins.
- Les panneaux solaires poly cristallins (ou multi cristallins) permettent d’avoir un ratio coût/productivité le plus attractif. C’est la raison pour laquelle une grande majorité des installations utilisent actuellement ce type de panneaux.
L’achat d’une installation photovoltaïque ouvre droit à un crédit d’impôt de 50 % ! Renseignez-vous auprès du Point Information Énergie ou de l’ADEME…
Raccordé au réseau
Votre maison est raccordée au réseau électrique EDF. Vous pouvez installer des modules photovoltaïques pour produire de l’électricité et la revendre à EDF.
Grâce à un système de double compteur, vous ne payez que ce que vous consommez et la totalité de l’électricité produite par les modules est revendue.
Ce système n’a plus besoin de batteries car il utilise l’électricité du réseau la nuit.
L’installation d’un système photovoltaïque raccordé au réseau ne répond donc pas à un impératif d’électrification, mais au projet personnel du propriétaire du site, désirant profiter d’un système 100% propre et fiable, pour améliorer le bilan énergétique de son bâtiment.
Le bâtiment, autrefois enveloppe passive, devient actif et producteur d’énergie.
En Guyane, l’électricité vendue par EDF est à environ 10 cts/kWh. EDF a l’obligation de racheter l’électricité fourni par les modules à 40 cts/kWh, ou 55 cts/kWh si les panneaux photovoltaïques sont intégrés en toiture. Grâce à ce système, l’installation est amortie en moins de 10 ans, ensuite elle devient rentable !
Avec un système raccordé réseau de 3 kWc, la revente de l’électricité à EDF permet largement de compenser sa consommation et permet même de gagner de l’argent !
En site isolé
Si votre maison est en site isolé, c’est à dire à plus de 300 mètres du réseau EDF, le raccordement peut devenir trop coûteux. Vous aurez alors recours à une installation photovoltaïque. La maison devra être autonome en énergie.
L’installation se raccordera sur un régulateur, et sera équipée de batteries pour stocker l’électricité produite pendant la journée. Ces batteries fourniront l’électricité à la maison la nuit et les jours sans soleil.
Le régulateur mesurera en permanence la tension des batteries et gérera l’apport de courant des modules photovoltaïques.
Les batteries seront reliées à un onduleur, qui transformera le courant continu des batteries en courant alternatif.
Un groupe électrogène d’appoint peut être utile, pour les périodes sans soleil prolongées.
Il est préconisé de minimiser autant que possible la distance du câble reliant le régulateur aux batteries et du câble reliant les batteries à l’onduleur, afin d’éviter les déperditions d’électricité.
En général, les entreprises de photovoltaïque louent ce type d’installation et se chargent de la maintenance. Vous ne payez alors qu’un forfait à l’entreprise.
Avant de vouloir électrifier un site isolé, il est indispensable de bien recenser les besoins du site de manière à adapter la production. Quels appareils électriques seront utilisés ? Combien de temps par jour ? Combien de jour par an ? Cette étude permet d’une part de réguler le système, d’autre part de limiter les consommations au strict nécessaire afin que le dimensionnement du système photovoltaïque soit réalisé au plus juste.
Par ailleurs, la mairie doit impérativement délivrer son autorisation pour l’électrification d’un site. C’est donc elle qui doit être contactée en premier.
L’électrification d’une résidence principale, d’un bâtiment à usage professionnel ou à vocation touristique peut bénéficier d’aides financières.
En effet, en Guyane, l’ADEME et EDF ont mis en place une procédure d’aide appelée « défiscalisation ». L’ADEME et EDF versent directement leur aide à l’entreprise qui vous en fait bénéficier.
Pour en savoir plus, vous pouvez consulter le site de l’ADEME Guyane :
http://www.ademe-guyane.fr/index.php?action=58
La centrale hybride de Kaw
Depuis sa première mise en service, la centrale de Kaw reste un cas unique : elle est la plus grande centrale photovoltaïque autonome en site isolé du monde.
Première installation photovoltaïque centralisée en France avec 35 kWc, la centrale de Kaw était à la date de son implantation, en 1983, un exemple novateur et précurseur en matière de production d’énergie renouvelable.
Situation géographique
Située à environ 80 km au Sud-Est de Cayenne, la réserve naturelle de Kaw-Roura, crée en 1998, est exceptionnelle par son étendue et par la richesse de sa biodiversité.
C’est la deuxième plus grande réserve naturelle de Guyane (94700 hectares). La réserve se compose de deux entités biogéographiques : la montagne de Kaw et la plaine, constituée par différents milieux tels que marais, criques, rivières, mangroves et vasières.
En lisière de la réserve, uniquement accessible par voie fluviale, se trouve le village de Kaw, qui appartient à la commune de Régina. Une cinquantaine d’habitants y résident, vivant essentiellement d’activités traditionnelles, telles que la pêche, l’abattis, l’élevage de zébus, et occasionnellement de la chasse et la vannerie.
La relance de la centrale solaire hybride de Kaw
Après 20 ans de production et une mise en sommeil entre 2003 et 2009 (relayée uniquement par des groupes électrogènes), les partenaires du Programme Régional pour la Maîtrise de l’Énergie (PRME) ont proposé à la commune de Régina une nouvelle centrale, plus moderne, plus puissante et répondant aux exigences d’un développement géré et durable, l’installation étant implantée au cœur de la réserve naturelle de Kaw.
Ainsi, en septembre 2009, la commune de Régina et le PRME ont inauguré la remise en service de la plus grande centrale photovoltaïque en site isolé du monde, exploitée par EDF Guyane.
Dite «hybride», cette centrale électrique associe deux champs photovoltaïques de haute technologie d’une puissance totale de crête de 100 kWc (contre 35kWc en 1983) à deux groupes électrogènes de 80 kVA chacun, pour l’appoint à l’énergie solaire qui, par définition, ne peut être produite que dans la journée.
La durée de fonctionnement du groupe électrogène est liée à l’ensoleillement de la journée et à la consommation journalière.
La mise en place de la centrale hybride permet de diviser par trois, au moins, la consommation de gasoil du groupe.
Ce système permet d’assurer l’autonomie énergétique des 25 foyers du village en consommant le moins de gasoil possible.
La grande force de ce système est qu’il reste modulaire, on peut ajouter des batteries, des panneaux, mettre un groupe plus puissant et adapter l’unité de production en fonction de la demande. Grâce à cette modularité, les pannes d’un élément, même si elles limitent l’énergie produite ou stockée, n’entraînent pas de black-out : le groupe tournera un peu plus longtemps, le temps qu’un technicien intervienne.
Le système hybride photovoltaïque/gasoil assure un compromis pour bénéficier à la fois des atouts du groupe électrogène et du photovoltaïque tout en minimisant leurs inconvénients. Ce couplage offre de nombreux avantages, notamment :
- la diminution des nuisances sonores garantissant ainsi le confort des habitants, le groupe ne fonctionne pas après 22h.
- l’amélioration de l’autonomie énergétique du site, en cas de mauvais temps, la centrale thermique tourne un peu plus longtemps et évitant ainsi les ruptures d’approvisionnement en électricité.
- la réduction de la consommation de carburant fossile et donc de la production de gaz à effet de serre par les groupes électrogènes.
La maîtrise de l’énergie
EDF et ses partenaires du PRME ont mis en place une série de mesures incitatives pour sensibiliser les habitants de Kaw à la maîtrise de l’énergie, notamment à l’acquisition d’équipements performants.
En effet, il a été décidé de mener à Kaw une démarche de maîtrise de l’énergie de grande ampleur.
Elle a consisté à :
-
établir un diagnostic des consommations.
-
informer sur les bons gestes.
-
réduire les consommations par substitution de matériels plus performants (avec participation financière des bénéficiaires à travers un « contrat MDE »).
-
proposer par anticipation de nouvelles solutions de confort.
Trois niveaux d’intervention ont été proposés :
-
un niveau bas avec fourniture de lampes basse consommation (LBC) en remplacement des ampoules à incandescence.
-
un niveau moyen avec fourniture d’appareils de froid de classe A++ en remplacement des anciens équipements.
-
un niveau haut, avec amélioration du confort thermique des maisons par des solutions bioclimatiques (protection solaire par pose d’isolant et ventilation par brasseur d’air) et pose de chauffe-eau solaire.
Un chantier exemplaire
Opérationnelle depuis juin 2009, la centrale de Kaw aura nécessité 9 mois de travaux en continu. Pour ce chantier d’envergure et malgré les contraintes liées aux difficultés d’approvisionnement ou à l’éloignement, les moyens mis en œuvre ont été à la hauteur des attentes du maître d’ouvrage et des principes du PRME. Durant tout le chantier, le village n’a connu que deux coupures, annoncées, d’une durée maximale de 5 heures.
Qu’il s’agisse de l’unité de production avec un système de ventilation naturelle pour le bâtiment principal, une protection des groupes et de la zone de stockage du carburant ou du recyclage des matériaux de l’ancienne unité de production, le chantier de la nouvelle usine de Kaw s’est voulu exemplaire.
Le bâtiment principal a été conçu avec des principes bioclimatiques : une ventilation de la toiture permet une meilleure aération des installations.
Outre le parc complet des batteries qui a été acheminé vers la métropole pour un recyclage, l’ensemble des anciens panneaux a fait l’objet d’une reconversion à destination, notamment, d’établissements scolaires de Guyane.
Pour en savoir plus :
La consommation croissante de nos ressources énergétiques (pétrole, gaz, charbon, etc.) entraîne aujourd’hui des dysfonctionnements majeurs. Une trop grande dépendance énergétique des pays peuvent augmenter leurs prix de manière soudaine (comme lors des deux chocs pétroliers en 1973 et 1979). Les ressources fossiles sont limitées et seront bientôt épuisées. Il importe de cesser leur surconsommation. Par ailleurs, la combustion de ces ressources fossiles génère des pollutions (émissions de gaz à effet de serre) responsables du dérèglement climatique.
