Cours_Manuel Ret Screen Si Homer Energy
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Cours d’analyse de projets
d’énergies propres Troisième édition
reeep
Ce document permet d’imprimer l’ensemble des transparents du cours d’analyse de projets d’énergies propres de RETScreen ® International. Ce cours basé sur une approche modulaire et des études de cas, a été créé pour être utilisé par des centres d’éducation et des organisations de formation à travers le monde, ainsi que par des professionnels et des étudiants de niveau collégial ou universitaire pour une formation à distance (autoapprentissage). Chaque module de formation peut être présenté séparément comme séminaire ou atelier pour professionnels, ou dans un cours universitaire ou collégial. Tous les modules combinés peuvent être aussi bien présentés comme un cours intensif d’une ou deux semaines pour professionnels que comme un cours d’un ou deux semestres pour étudiants collégiaux ou universitaires. Le matériel de formation (p. ex. : transparents de présentation, voix et notes du formateur, e-manuel d’ingénierie, études de cas de projets, etc.) peuvent être téléchargé gratuitement à partir du site Web de RETScreen : www.retscreen.net.
Table des matières
TABLE DES MATIÈRES Cours d’analyse de projets d’énergies propres Module Introduction à l’analyse de projets d’énergies propres Aperçu du cours État des technologies d’énergies propres Analyse de projets d’énergies propres avec le logiciel RETScreen® Analyse des réduction d’émissions de GES avec le logiciel RETScreen® Analyse financière et de risque avec le logiciel RETScreen® Sommaire du module d’introduction
Module Analyse de projets de centrale éolienne Module Analyse de projets de petite centrale hydroélectrique Module Analyse de projets d’installation photovoltaïque Module Analyse de projets de cogénération Module Analyse de projets de chauffage à la biomasse Module Analyse de projets de chauffage solaire de l’air Module Analyse de projets de chauffage solaire de l’eau Module Analyse de projets de chauffage solaire passif Module Analyse de projets de pompes à chaleur géothermique
Reproduction Ce document peut être reproduit, sans permission spéciale, en totalité ou en partie dans n’importe quel format, à des fins éducatives ou non lucratives, à la condition que la source soit mentionnée. Ressources naturelles Canada aimerait recevoir une copie des publications dans lesquelles le présent document est mentionné. Par ailleurs, certains éléments se trouvant dans ce document peuvent être assujettis aux droits d’auteur détenus par d’autres organisations. Dans de tels cas, la reproduction de ces données ou éléments graphiques peut faire l’objet de restrictions; il peut être nécessaire de demander à l’auteur ou au titulaire du droit d’auteur de donner son accord avant toute reproduction. Pour plus de renseignements au sujet du droit d’auteur et des restrictions qui s’appliquent à la reproduction, veuillez communiquer avec le service à la clientèle de RETScreen.
Exonération Cette publication, diffusée à des fins uniquement didactiques, ne réflète pas nécessairement le point de vue du gouvernement du Canada et ne constitue en aucune façon une approbation des produits commerciaux ou des personnes qui y sont mentionnées, quels qu’ils soient. De plus, le gouvernement du Canada, ses ministres, ses fonctionnaires et ses employés ou agents n’offrent aucune garantie et n’assument aucune responsabilité en relation avec cette publication. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001-2006 This publication is available in English under the title: “Clean Energy Project Analysis Course”.
Module Introduction à l’analyse de projets d’énergies propres · Aperçu du cours · État des technologies d'énergies propres · Analyse de projets d'énergies propres avec le logiciel RETScreen® · Analyse des gaz à effet de serre avec le logiciel RETScreen® · Analyse financière et de risque avec le logiciel RETScreen® · Sommaire
Introduction à l’analyse de projets d’é nergies propres d’énergies Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies
L’ « Analyse de projets d’énergies ’énergies propres » est un cours basé basé sur des études de cas, qui est destiné destiné à des professionnels et à des étudiants universitaires qui veulent apprendre comment mieux analyser la viabilité viabilité technique et financiè financière de projets potentiels d’é nergies d’énergies propres © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
RETScreen® International
Centre d’ d’aide à la dé décision sur les énergies propres • Développe des outils de renforcement des
compé compétences qui permettent aux planificateurs, aux décideurs et à l’industrie de considé considérer plus facilement les technologies d’ nergies d’efficacité efficacité énergé nergétique et d’é d’énergies renouvelables lors de la phase critique de planification initiale
• Ces outils de renforcement des compé compétences ré réduisent considé valuation de projets considérablement les coû coûts d’é d’évaluation potentiels
• Donne ces outils gratuitement à travers le monde via l’Internet et CDCD-ROM
• Fourni de la formation et du support technique par
l’entremise d’ d’un ré réseau international de formateurs RETScreen®
• Diffuse de l’l’information sur les produits et services offerts par l’l’industrie via une place d’ d’affaires sur l’Internet
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
À l’achè achèvement du cours • vous serez davantage sensibilisé sensibilisé aux
applications d’é nergies propres qui sont d’énergies viables
Solarwall – Immeuble résidentiel
• et vous serez en mesure d’ d’exé exécuter des études de pré pré-faisabilité faisabilité de qualité qualité et à faible coû coût en utilisant le logiciel ® RETScreen Maison de l’enseignant, Botswana
Photo : Enermodal
Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Sommaire du cours Introduction à l’analyse de projets d’é nergies propres d’énergies Analyse de projets de centrale éolienne Analyse de projets de petite centrale hydroé hydroélectrique Analyse de projets d’ d’installation photovoltaï photovoltaïque Analyse de projets de cogé cogénération Analyse de projets de chauffage à la biomasse Analyse de projets de chauffage solaire de l’l’air Analyse de projets de chauffage solaire de l’l’eau Analyse de projets de chauffage solaire passif Analyse de projets de pompes à chaleur gé géothermique Analyse de projets de ré réfrigé frigération © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Maté Matériel de cours
Téléchargeable gratuitement à www.retscreen.net © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Logiciel et donné données Logiciel d’ nergies propres RETScreen® International d’analyse de projets d’é d’énergies
• modè modèles de technologies d’énergies propres
• Base de donné données de produits
internationale – 1 000 fournisseurs d’équipements ’équipements
• Base de donné données mé météorologiques internationale
1 000 stations météorologiques au sol Données satellitaires de la NASA
fournissant des données météorologiques terrestres et d’énergie solaire
• Manuel de l’l’utilisateur en ligne • Disponible gratuitement
en anglais et en franç français © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Maté Matériel de formation nergies propres • Cours d’ d’analyse de projets d’é d’énergies Acétates de présentation
Système de chauffage solaire de l’eau – Piscine municipale
Outils de formation à distance
Fichiers audio (voix et acétates)
Notes du formateur
e-Manuel & études de cas
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
e-Manuel & études de cas nergies propres : • Analyse de projets d’é d’énergies
Manuel d’ tudes de cas RETScreen® d’ingé ingénierie et d’é d’études
Manuel électronique de niveau professionnel et universitaire Contexte pour chacune des technologies Description détaillée des algorithmes de RETScreen® Plus de 60 études de cas de projets réels internationaux Disponibles gratuitement en anglais et en français
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Place d’ d’affaires & calendrier • Place d’ d’affaires électronique Réseautage en ligne
industrie/consommateurs
Recherche par sujet,
technologie et région
Exemples :
fournisseurs d’é quipements, PV, d’équipements, Amé Amérique du Nord fournisseurs de services, énergie éolienne, Europe
• Forums Internet publics et privé privés (groupes de discussion) • Calendrier de formation et inscription en ligne © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Aperç Aperçu du module d’ d’introduction • Aperç Aperçu du cours (complé (complété) • État des technologies d’é nergies propres d’énergies ®
• Analyse de projets d’é nergies propres avec le logiciel RETScreen® d’énergies • Analyse des ré missions de gaz à effet de serre réductions d’é d’émissions ® avec le logiciel RETScreen ®
® • Analyses financiè financière et de risque avec le logiciel RETScreen
• Sommaire Centre de la technologie de l’é nergie de CANMET - Varennes l’énergie
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État des technologies d’énergies ’énergies propres Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies Parc éolien Maison solaire passive
Photo : Nordex Gmbh Photo : DOE/NREL McFadden, Pam.
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Objectif • Accroî Accroître l’l’inté intérêt pour les technologies d’ d’efficacité efficacité énergé nergies renouvelables nergétique et d’é d’énergies
Marchés
Applications typiques
Chauffage solaire de l’eau et photovoltaïque
Production d’électricité à partir de déchets de bois
Photo : Vadim Belotserkovsky
Photo : Warren Gretz, NREL PIX
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Définitions Efficacité Efficacité énergé nergétique Technologies d’énergies ’énergies propres
Utiliser moins de ressources pour un même besoin énergétique
Énergie renouvelable
Utiliser des ressources naturelles non épuisables pour rencontrer un besoin énergétique
Maison solaire passive à isolation thermique renforcée Photo : Jerry Shaw © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Justifications des technologies d’énergies ’énergies propres • Environnementale Changements Pollution
climatiques
locale
• Économique Coûts
globaux sur le cycle de vie
Épuisement
des ressources fossiles Source : National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997)
• Sociale Création
d’emplois
Investissement Augmentation
local des ressources financières
de la demande en énergie (3x d’ici 2050) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Caracté Caractéristiques communes aux énergies propres • Comparativement aux sources d’énergies ’énergies conventionnelles :
Coûts initiaux typiquement plus élevés
Coûts d’exploitation généralement plus faibles
Meilleures pour l’environnement
Souvent financièrement rentables après analyse du coût global sur la durée de vie
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Coû Coût total d’ d’un systè système de production (ou de consommation) d’é nergie d’énergie • Coû Coût total • Coû Coût total
≠
coû coût d’ d’achat
=
coû coût d’ d’achat
+ coû coûts annuels en carburant + frais annuels d’ d’exploitation et d’entretien + coû coûts de remise en état majeure + coû coûts de dé démantè mantèlement + coû coûts de financement + etc.
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Technologies d’é nergies renouvelables d’énergies pour la production d’é lectricité é d’électricit
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Centrale éolienne Technologie et applications • Nécessite de bons vents
(>4 m/s à 10 m) régions côtières, crêtes arrondis et plaines dégagées
• Applications :
Réseau central
Réseau isolé
Warren Gretz, NREL PIX
Hors réseau
Phil Owens, Nunavut Power
Southwest Windpower, NREL PIX
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Centrale éolienne Marché Marché Éoliennes installées annuellement à travers le monde
7 000 6 000
4 000 3 000
8 000
(~ 20,6 millions de foyers @ 5 000 kWh/foyer/an et 8 000 facteur de puissance éolien de 30 %)
7 000 6 000
14 600 MW Allemagne 6 400 MW Espagne 6 000 6 400 MW É.-U. 3 100 MW Danemark
5 000 4 000
83 000 MW prévus pour 2007 4 000
2 000
3 000 2 000
2 000
1 000
1 000
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1995
1996
1994
1993
1992
1991
1990
0 1989
1986
1985
1987
1984
1988
0
0 1983
MW
5 000
10 000
Puissance mondiale cumulée (2003) : 39 000 MW
MW
8 000
Source : Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Petite centrale hydroé hydroélectrique Technologie et applications • Types de projets : Avec barrage Au fil de l’eau
• Applications :
Réseau central Réseau isolé Hors réseau
Turbine Francis
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Petite centrale hydroé hydroélectrique Marché Marché • 19 % de l’é lectricité é dans le monde est produite par de grandes et l’électricit petites centrales hydroé hydroélectriques • Échelle mondiale :
20 000 MW développés (petite hydro < 10 MW) prévision : 50 000 à 75 000 MW en 2020
• Chine :
43 000 installations (petite hydro < 25 MW) 19 000 MW développés 100 000 MW économiquement réalisables
• Europe :
10 000 MW développés 4 500 MW économiquement réalisables
• Canada :
2 000 MW développés 1 600 MW économiquement réalisables
Petite centrale hydroélectrique
Source : ABB, Renewable Energy World, International Small Hydro Atlas
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Installation photovoltaï photovoltaïque (PV) Technologie et applications Système PV résidentiel
Photo : DOE/NREL Tsuo, Simon
Pompage de l’eau au PV
Système PV résidentiel raccordé au réseau
Photo : DOE/NREL Strong, Steven © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Installation photovoltaï photovoltaïque Marché Marché Installation annuelle de PV à travers le monde 800
800 700
Puissance mondiale cumulée (2003) : 2 950 MWp
700
(~ 1,2 millions foyers @ 5 000 kWh/foyer/an)
600
600
MWp
500
Taux de croissance de 32 % en 2003
500
400
400
300
300
200
200
100
100 2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
0 1986
0
Source: PV News © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogé Cogénération •
Production simultané nergie à partir d’ simultanée de deux types ou plus d’é d’énergie d’une source unique d’é nergie utilisé d’énergie utilisée
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogé Cogénération
Applications, combustibles et équipements
Diverses applications
Divers combustibles
Biomasse pour la cogénération Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
Photo : Gaz Métropolitain
Divers équipements
Moteur à pistons pour la production d’électricité Photo : Rolls-Royce plc
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Cogé Cogénération Applications • •
Bâtiments individuels Bâtiments commerciaux et industriels Bâtiments multiples Systè nergies en ré Systèmes d’é d’énergies réseau (c.(c.-à-d. communauté communautés) Procé Procédés industriels
• • •
Cogénération, Kitchener City Hall Photo : Urban Ziegler, RNCan
Microturbine utilisée en serre
Cogénération au gaz de décharge pour réseau de chauffage urbain, Suède
Photo : Urban Ziegler, RNCan
Photo : Urban Ziegler, RNCan
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogé Cogénération Types de combustibles •
Combustibles renouvelables
•
Résidus de bois Gaz de décharge Biogaz Sous-produits agricoles Bagasse Cultures à vocation énergétique Etc.
Combustibles fossiles
Biomasse pour la cogénération Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
Geyser
Gaz naturel Carburant diesel Etc.
•
Énergie gé géothermique
•
Hydrogè Hydrogène Photo : Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Cogé Cogénération Équipements et technologies •
Dispositifs de refroidissement
•
Production d'é d'énergie électrique
•
Compresseurs Refroidisseurs à absorption Refroidissement naturel Turbines à gaz Turbines à gaz à cycle combiné Turbines à vapeur Moteurs à combustion interne Piles à combustible Etc.
Turbine à gaz Photo : Rolls-Royce plc
Dispositifs de chauffage
Chaudières Récupérateurs de chaleur Dispositif de refroidissement Photo : Urban Ziegler, RNCan © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Cogé Cogénération Marché Marché Régions
Capacité Capacités Commentaires
Canada
12 GW
Principalement, pâtes et papiers et industrie pé pétroliè trolière
ÉUA
67 GW
Croissance rapide, politiques de support à la cogé cogénération
Chine
32 GW
Principalement, cogé cogénération au charbon
Russie
65 GW
30 % de l’é lectricité é provient dé l’électricit déjà de la cogé cogénération
Allemagne
11 GW
Marché Marché de la cogé cogénération municipale en croissance
Royaume Uni
4,9 GW
Forts incitatifs à l’utilisation des renouvelables
Bré Brésil
2,8 GW
Systè Systèmes énergé nergétiques collectifs associé associés aux installations hors ré réseau
Inde
4,1 GW
Principalement, cogé cogénération à la bagasse dans l’l’industrie sucriè sucrière
Afrique du Sud
0,5 GW
Monde
Essentiellement, remplacement des centrales au charbon
247 GW
Croissance pré prévue de 10 GW par anné année Source : World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Technologies d’é nergies renouvelables d’énergies pour le chauffage et la climatisation
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage à la biomasse Technologie et applications • Combustion contrôlé contrôlée du bois, des résidus agricoles, des dé déchets municipaux, etc. pour produire de la chaleur Chauffage en réseau urbain ou individuel Déchiquetage du bois Photo : Wiseloger, Art DOE/NREL
Chaufferie
Photo : Oujé-Bougoumou Cree Nation
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Chauffage à la biomasse Marché Marché • Échelle mondiale :
La combustion de la biomasse fournit 11 % des besoins globaux en énergie (BGE) Plus de 20 GWth de capacité installée en systèmes de combustion contrôlée de la biomasse
• Pays en voie de dé développement : Cuisson, chauffage Pas toujours durable Afrique : 50 % des BGE Inde : 39 % des BGE Chine : 19 % des BGE
• Pays industrialisé industrialisés :
Chaleur, électricité, poêles à bois Finlande : 19 % des BGE Suède : 16 % des BGE Autriche : 9 % des BGE Danemark : 8 % des BGE Canada: 4 % des BGE É.U. : 68 % de tous les renouvelables
Chambre de combustion Photo : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST
8 000 6 000 4 000
8 000
Nouvelles installations de petits systèmes (< 100 kW) de chauffage à la biomasse en Autriche
2 000
6 000 4 000 2 000
0
0
19 88 19 90 19 92 19 94 19 96 19 98 20 00 20 02
Source : IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 2002/2003
Source : Ingwald Obernberger propos repris de la Chamber of Agriculture and Forestry, Lower Austria
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage solaire de l’ l’air Technologie et applications • Capteurs sans vitrage pour le pré préchauffage de l’l’air de ventilation • L’air froid est chauffé chauffé lorsqu’ lorsqu’il passe à travers les petites perforations d’une plaque absorbante (SolarwallMC) • Un ventilateur injecte cet air pré préchauffé chauffé à l’inté intérieur du bâtiment
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage solaire de l’ l’air Marché Marché Bâtiments industriels
• Pré Pré-chauffage de l’l’air de ventilation de bâtiments demandant de grands débits d’ d’air frais • Aussi pour le chauffage de l’l’air de procé procédé (p. ex. : sé séchage des ré récoltes)
Photo : Conserval Engineering
• Financiè Financièrement rentable pour des constructions neuves ou lors de rénovations majeures Séchoir solaire pour les récoltes Photo : Conserval Engineering © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Chauffage solaire de l’ l’eau Technologie et applications • Capteurs vitré vitrés ou sans vitrage • Stockage thermique (ré (réservoir ou piscine) Piscines ou bâtiments commerciaux / institutionnels
Pisciculture - Production d’alevins de saumon
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage solaire de l’ l’eau Marché Marché • Plus de 30 millions m² m² de capteurs installé installés dans le monde
Piscines et chauffe-eau résidentiels
• Europe :
10 millions de m² de capteurs installés
Taux de croissance annuel : 12 %
Leaders : Allemagne, Autriche, Grèce
Objectif européen : 100 millions de m² en 2010
Bâtiments résidentiels
• Marché Marché mondial fort pour les chauffechauffe-piscines solaires • Plus de 35 000 systè systèmes aux Barbades Photo : Chromagen Source: Renewable Energy World, Oak Ridge Laboratory © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Chauffage solaire passif Technologie et applications • Fournit de 20 à 50 % de
l’énergie ’énergie thermique durant la saison de chauffage
Été Hiver
• Gains solaires disponibles via des fenêtres hautes efficacité efficacités exposé exposées au soleil (face à l’équateur) ’équateur)
Chauffage solaire passif d’appartements
• Stockage de chaleur dans la structure du bâtiment
• Ombrages pour éviter les surchauffes durant l’é l’étté
Photo : Fraunhofer ISE (du site Internet Siemens Research and Innovation) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Chauffage solaire passif Marché Marché • L’utilisation de fenêtres hautes efficacité efficacités est une forme de chauffage solaire passif usage standard aujourd’ aujourd’hui
Bâtiments commerciaux
• Surcoû Surcoûts faibles à négligeables pour des constructions neuves :
Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
Bâtiments résidentiels
Fenêtres plus efficaces Orientation du bâtiment Ombrage adéquat
• Financiè Financièrement rentable pour de nouvelles constructions ou lors de ré rénovations
Photo : DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Pompes à chaleur gé géothermique Technologie et applications Boucle fermée verticale
•
Chauffage et climatisation des locaux/eau chaude
•
L’électricit é est la source ’électricité d’énergie ’énergie qui opè opère le cycle de compression/dé compression/détente du fluide frigorigè frigorigène
•
La chaleur est retiré retirée du sol en hiver et rejeté rejetée dans le sol en été Boucle fermée horizontale
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Pompes à chaleur gé géothermique Marché Marché PCG résidentielle
• Échelle mondiale :
Plus de 800 000 unités installées Capacité totale 9 500 MWth Taux de croissance annuel de 10 %
• É.U. : 50 000 installations/an • Suè Suède, Allemagne, Suisse : principaux marché marchés europé européens Secteur commercial, institutionnel ou industriel
• Canada :
Plus de 30 000 systèmes résidentiels installés Plus de 3 000 systèmes installés dans des bâtiments industriels ou commerciaux 435 MWth installés
Photo : Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Autres technologies d’é nergies d’énergies propres commerciales • • • • • •
Carburants : éthanol et biodié biodiésel Systè Systèmes de ré réfrigé frigération efficaces Moteurs à vitesse variable Systè clairage naturel et Systèmes d’é d’éclairage efficace Récupé cupération de chaleur sur systè systèmes de ventilation Autres
Système de réfrigération efficace d’aréna
Résidus agricoles pour production de carburants
Photo : David and Associates DOE/NREL
Système d’éclairage naturel et efficace Photo : Robb Williamson/ NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Technologies d’é nergies propres d’énergies en émergences • Énergie solaire thermique
Centrale thermique à capteurs solaires paraboliques
• Énergie thermique des océ océans • Énergie maré marémotrice • Énergie des courants océ océaniques
Photo : Gretz, Warren DOE/NREL
Centrale thermique à champ d’héliostats
• Énergie des vagues • etc. Photo : Sandia National Laboratories DOE/NREL © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Conclusions • Des applications rentables existent
Système hybride PV-éolien de Parcs Canada (Arctique à 81°N)
• Il y a eu de nombreux succè succès • Le marché marché est en croissance
Photo : Ross, Michael
• Les ressources d’é nergies d’énergies renouvelables et les opportunité opportunités d’ d’efficacité efficacité énergé nergétique sont disponibles Installation d’éolienne de 600 kW Photo : Nordex Gmbh
Téléphone au PV Photo : Price, Chuck
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Questions? Questions?
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Analyse de projets d’é nergies propres d’énergies avec le logiciel RETScreen® Cours d’ nergies propre d’analyse de projets d’é d’énergies
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs
• Illustrer le rôle des études pré préliminaires de faisabilité faisabilité • Démontrer comment bé bénéficier de l’utilisation de RETScreen® • Montrer comment RETScreen® simplifie l’identification et l’é valuation de projets l’évaluation potentiels
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Processus de ré réalisation d’ d’un projet dans le secteur de l’é nergie l’énergie
Analyse de pré préfaisabilité faisabilité Analyse de faisabilité faisabilité Développement & ingé ingénierie Barriè Barrière importante
Les énergies propres ne sont pas considé considérées automatiquement dès le dé départ!
Construction & Mise en service
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Questions
• Quel est un niveau de pré précision acceptable pour l’l’estimation des coû coûts d’ d’un projet ? • Combien coû coûtent typiquement ces études ?
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Dilemme du niveau de pré précision vs les coû coûts d’ d’investissement Plage d'exactitude des estimations (coût estimé divisé par le coût final en supposant la stabilité de la monnaie) Estimation préalable à l'appel d'offres. Marge d'erreur de ± 10%
1.5 1.4 + 1.3
Après réception des soumissions. Marge d'erreur de ± 5%
1.2
Coût final
1.1 1.0 0.9
Construction
0.8
Étude de faisabilité, Marge d'erreur ± 15% à 25%
0.7 0.6 0.5
Étude de pré-faisabilité. Marge d'erreur de ± 40% à 50%
de 100 $ à 1 000 000 $
Temps
Quand fautfaut-il évaluer un projet d’énergie ’énergie propre?
Analyse de pré préfaisabilité faisabilité Analyse de faisabilité faisabilité
Études pré préliminaires de faisabilité faisabilité
•
Besoin d’ d’un systè système de production d’é nergie d’énergie
•
Nouvelle construction ou ré rénovation pré prévue
•
Prix élevé levé des sources conventionnelles d’é nergies d’énergies
•
Inté Intérêt des dé décideurs
•
Approbations possibles
•
Capital et financement accessibles
•
Bonnes ressources locales d’é nergies d’énergies propres, etc. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Facteurs affectant la rentabilité rentabilité d’un projet (exemple de l’é olien) l’éolien) Éolienne
• Disponibilité Disponibilité de la ressource énergé nergétique sur le site (p. ex. : vitesse du vent) • Rendement des équipements
(p. ex. : courbe de puissance de l’éolienne)
• Coû Coûts d’ d’investissement du projet
(p. ex. : turbines éoliennes, tours, ingénierie)
• Cré Crédits en fonction du cas de ré référence (p. ex. : groupe électrogène d’un site éloigné)
• Frais annuels et pé périodiques
(p. ex. : nettoyage des pales d’une éolienne)
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Facteurs affectant la rentabilité rentabilité d’un projet (exemple de l’é olien) - suite l’éolien) • Coû Coûts évité vités en énergie
Énergie éolienne
(p. ex. : prix de gros de l’électricité)
• Financement
(p. ex. : ratio d’endettement, durée de l’emprunt, taux d’intérêt)
• Taxes sur les équipements et impôts sur les revenus (ou les économies)
Photo : Middelgrunden Wind Turbine Co-operative
• Impact environnemental de l’é nergie remplacé l’énergie remplacée
(p. ex. : charbon, gaz naturel, pétrole, grands barrages, nucléaire)
• Existence de mesures incitatives et/ou subventions (p. ex. : vente d’énergie « verte » à taux majoré, crédits de CO2, incitatifs financiers)
• Choix des critè tablir la « rentabilité critères permettant d’é d’établir rentabilité »
(p. ex. : temps de retour simple, TRI, VAN, prix de revient du kWh produit, etc.) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Pourquoi utiliser RETScreen®? • Simplifie les évaluations pré préliminaires
Requiert relativement peu d’informations
Calcule automatiquement les paramètres importants
• Coû Coûte 1/10e du coû coût des autres mé méthodes d’évaluation ’évaluation conventionnelles • Procé Procédure normalisé normalisée permettant des comparaisons objectives • Augmente le potentiel d’ d’implantation de projets rentables d’é nergies propres d’énergies © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
3
Validation de RETScreen® - Exemple 100 % 80 % Efficacité (%)
• Tous les modè modèles ont été validé validés par comparaison avec des donné données mesuré mesurées ou fournies par des fabricants… fabricants…
RETScreen
Fabricant
60 % 40 %
Courbes d’efficacité de turbine hydroélectrique : RETScreen vs fabricant
20 % 0% 0%
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
Pourcentage de l’écoulement nominal
• … et/ou par
Comparaison de la production énergétique PV calculée avec RETScreen et Homer
comparaison avec des outils de simulation horaire. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Démonstration du logiciel RETScreen® (Exemple du modè modèle Centrale éolienne)
4
Code de couleur des cellules
Blanche Jaune Bleue Grise
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5
6
7
Méthode d’ d’analyse financiè financière de RETScreen® Comparaison : •
Option proposée vs système de référence
•
Système d’énergie propre vs système conventionnel
Exemple : •
Façade ordinaire avec chauffage à air pulsé au gaz naturel
•
Solarwallmc avec chauffage
vs conventionnel au gaz naturel
Mur solaire en construction sur une école de Yellowknife Photo: Arctic Energy Alliance
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Démonstration du logiciel Projet éolien de 20 MW Donné Données / Ré Résultats (RETScreen®)
Scé Scénario n° n° 1 (Marché (Marché libre)
Scé Scénario n° n° 2 (Vente d’é nergie verte) d’énergie
•
Lieu du projet :
•
Calgary, AB
•
Pincher Creek, AB
•
Vitesse du vent :
•
4,4 m/s
•
Lethbridge→ Lethbridge→ 7,0 m/s
•
Réductions d’é missions de GES : d’émissions
•
25 123 tCO /an
•
→ 63 486 tCO /an
•
Coû olienne : Coût de l’é l’éolienne
•
1 200 $/kW
•
→ 1 000 $/kW
2
2
•
Cré R: Crédit pour production d’É d’ÉR
•
0 $/kWh
•
→ 0,025 $/kWh
•
Cré Crédit pour GES (centrale au charbon) :
•
0 $/tonne
•
→ 5 $/tonne
•
Duré Durée de l’l’emprunt :
•
10 ans
•
→ 15 ans
•
Flux moné monétaire nul :
•
42,7 ans
•
5,2 ans
•
Retour sur investissement :
•
- 7,1 %
•
22,8 %
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Démonstration du logiciel Scé Scénario 1 Scé Scénario n° 1 (Marché (Marché libre) Calgary, AB 4,4 m/s 25 123 tCO /an 2 1 200 $/kW 0 $/kWh 0 $/tonne 10 ans 42,7 ans - 7,1 % © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Démonstration du logiciel
Vitesse du vent et ré missions de GES réductions d’é d’émissions
Scé Scénario n° 1a (Vente d’é nergie verte) d’énergie Pincher Creek, AB Lethbridge → 7,0 m/s 63 486 tCO /an 2 18,2 ans 4,8 %
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Démonstration du logiciel Coû olienne Coût de l’é l’éolienne
Scé Scénario n° 1b 1 000 $/kW 16,5 ans 6,5 %
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Démonstration du logiciel Cré Crédit pour ÉR fournie
Scé Scénario n° 1c 0,025 $/kWh 10,1 ans 17,7 %
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Démonstration du logiciel
Cré missions de GES Crédit pour ré réductions d’é d’émissions
Scé Scénario n° 1d 5 $/tonne 7,5 ans 20,1 %
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Démonstration du logiciel Duré Durée de l’ l’emprunt
Scé Scénario n° 2 15 ans 5,2 ans 22,8 %
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Questions?
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Version 3.0
Données de produits Données météorologiques Données de coûts Choix d’unités Options monétaires Analyse de projets MDP / MOC Analyse de sensibilité
Options
Modèle énergétique Équipements Analyse des coûts Analyse des gaz à effet de serre Sommaire financier
Feuilles de calcul
Description et organigramme Code de couleur Manuel en ligne
Cliquez ici pour démarrer
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Modèle pour projets de centrale éolienne
Logiciel d’analyse de projets sur les énergies propres
RNCan/CTEC - Varennes
Partenaires
Formation et aide Forums Internet Place d’affaires Études de cas e-Manuel
Centre d’aide à la décision sur les énergies propres www.retscreen.net
Modèle énergétique RETScreen ® - Projet de centrale éolienne Unités:
Formation et aide
Métriques
Caractéristiques du site Nom du projet Lieu du projet Source des données de vent Station météorologique la plus proche du projet Vitesse moyenne annuelle du vent Hauteur de mesure du vent Coefficient de cisaillement du vent Vitesse du vent à 10 m Pression atmosphérique moyenne Température moyenne annuelle
m/s m m/s kPa °C
Données Scénario #1 Calgary, AB Vitesse du vent Calgary Int'l. A, AB 4,4 10,0 0,15 4,4 88,9 4
Paramètres du système Type de réseau Puissance nominale par éolienne Nombre d'éoliennes Puissance éolienne installée Hauteur du moyeu Vitesse du vent à hauteur du moyeu Pertes par effet de sillage Pertes par encrassement des pales et/ou verglas Autres pertes et causes d'arrêts Pertes diverses
kW kW m m/s % % % %
Données Réseau central 1 000 20 20 000 45,0 5,5 3% 2% 2% 3%
kW MW MWh MWh kWh/m² % MWh GJ
Données par éolienne 1 000 1,000 1 545 0,88 1,04 1 414 0,90 556 15% 1 278 4 600
Production annuelle d'énergie Puissance éolienne installée Production énergétique non corrigée Coefficient de correction barométrique Coefficient de correction thermique Production énergétique brute Coefficient de pertes Rendement spécifique Facteur d'utilisation de la centrale éolienne Énergie renouvelable fournie
Notes/Plage voir le Manuel de l'utilisateur en ligne
voir la base de données météorologiques
3,0 à 100,0 m 0,10 à 0,40 60,0 à 103,0 kPa -20 à 30 °C Notes/Plage compléter la feuille Équipements
6,0 à 100,0 m 0% à 20% 1% à 10% 2% à 7% 2% à 6% Données totales 20 000 20,000 30 902 0,88 1,04 28 282 0,90 556 15% 25 556 92 003
Notes/Plage
0,59 à 1,02 0,98 à 1,15 0,75 à 1,00 150 à 1 500 kWh/m² 20% à 40%
compléter la feuille Analyse des coûts Version 3.0
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2004-08-02; EOLE Scenario1.xls
RNCan/CTEC - Varennes
Caractéristiques des équipements RETScreen ® - Projet de centrale éolienne Caractéristiques des éoliennes Puissance nominale par éolienne Hauteur du moyeu Diamètre du rotor Surface balayée Manufacturier d'éoliennes Modèle d'éolienne Source de la courbe d'énergie
-
Données 1 000 45,0 54 2 300 Bonus Energy AN BONUS 1 MW Définie par l'utilisateur
Vitesse du vent (m/s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Courbe de puissance (kW) 0,0 0,0 0,0 0,0 24,1 69,3 130,0 219,1 333,5 463,1 598,1 730,0 846,5 928,8 972,6 990,8 997,2 999,2 999,8 999,9 1 000,0 1 000,0 1 000,0 1 000,0 1 000,0 1 000,0
kW m m m²
Notes/Plage voir la base de données de produits
6,0 à 100,0 m 7 à 80 m 35 à 5 027 m² spécifique au site
Données de la production de l'éolienne Courbe d'énergie (MWh/an) 1 182,0 1 889,0 2 632,0 3 351,0 4 004,0 4 575,0 -
Courbes de puissance et d'énergie Énergie
5 000 4 500 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0
Puissance (kW)
1 000 800 600 400 200 0 0
2
4
6
8
10 12 14 Vitesse du vent (m/s)
16
18
20
22
Énergie (MWh/an)
Puissance
1 200
24
retour à la feuille Modèle énergétique Version 3.0
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2004-08-02; EOLE Scenario1.xls
RNCan/CTEC - Varennes
Analyse des coûts RETScreen ® - Projet de centrale éolienne
Consulter la place d'affaires
Type de projet : Personnalisé Coûts d'investissement (crédits) Étude de faisabilité Inspection du site Évaluation du potentiel éolien Évaluation environnementale Conception préliminaire Estimation détaillée des coûts Étude du scénario de réf. et PS des GES Préparation du rapport Gestion du projet Voyages et hébergement Sous-total : Développement Négociation du CAÉ Approbations et permis Droits fonciers Arpentage Validation et enregistrement pour les GES Financement du projet Services comptables et juridiques Gestion du projet Voyages et hébergement Ingénierie Localisation des éoliennes Conception mécanique Conception électrique Génie civil Appels d'offres et contrats Surveillance des travaux Équipements énergétiques Éoliennes Pièces de rechange Transport Infrastructures connexes Fondations des éoliennes Érection des éoliennes Chemins d'accès Ligne électrique Poste de raccordement Bâtiment d'exploitation Transport Divers Formation Mise en service Frais imprévus Intérêts durant les travaux Total des coûts d'investissement
Coûts périodiques (crédits) Arbre de transmission Pales Valeur résiduelle du projet Version 3.0
Unité
Quantité
j-p mât météo j-p j-p j-p projet j-p j-p voyage-p
6,0 6 8,0 18,0 18,0
$ $ $ $ $
8,0 6,0 4
$ $ $
j-p j-p projet j-p projet j-p j-p année-p voyage-p
20,0 250,0 1 50,0
$ $ $ $
100,0 100,0 1,25 18
$ $ $ $
Sous-total : j-p j-p j-p j-p j-p année-p
175,0 100,0 150,0 90,0 110,0 0,85
$ $ $ $ $ $
kW % éolienne
20 000 1,0% 20
$ $ $
Sous-total : éolienne éolienne km km projet bâtiment projet
20 20 3,00 8,50 1 1 1
$ $ $ $ $ $ $
Sous-total :
Sous-total :
$ Coûts de référence : DKK Taux : $/DKK % du total Plage/quantité
$ $ $ $ $ $ 800 $ 800 $ 3 000 $ $ $
4 800 132 000 6 400 14 400 14 400 6 400 4 800 12 000 195 200
$ $ $ $ $ 1 500 $ 1 200 $ 130 000 $ 3 000 $ $ $
24 000 200 000 30 000 30 000 150 000 120 000 162 500 54 000 770 500
$ $ $ $ $ $ $ $
140 000 80 000 120 000 72 000 88 000 110 500 610 500
1 200 $ 24 000 000 $ 33 000 $ $ $
24 000 000 240 000 660 000 24 900 000
78 000 $ 52 000 $ 50 000 $ 70 000 $ 2 055 000 $ 125 000 $ 68 000 $ $ $
1 560 000 1 040 000 150 000 595 000 2 055 000 125 000 68 000 5 593 000
800 $ 800 $ 32 141 200 $ 33 748 260 $ $ $
32 000 40 000 1 607 060 1 012 448 2 691 508 34 760 708
7,7% 100,0%
Montant
% du total
1 200 800 30 000 600
800 800 800 800 800 130 000
j-p j-p % 6,0%
40,0 50,0 5% 12 month(s)
Unité
Quantité
projet projet projet % kWh projet voyage-p %
1 1 1 3,0% 25 556 461
$ $ $ $ $
57 000 23 000 46 000 2 650 000 0,008
1 12 6%
$ $ $
15 000 3 000 460 952
%
10%
$
488 609
Coût Coût
Période 10 ans 15 ans
$ $
Crédit
-
$
$ $ $ $
$ Danemark Montant
800 22 000 800 800 800
Sous-total :
Frais annuels (crédits) Exploitation et entretien Location du terrain Taxes foncières Primes d'assurance Entretien de la ligne électrique Pièces et main-d'œuvre Surveillance et vérification des GES Bénéfices aux communautés Voyages et hébergement Frais généraux et administratifs Frais imprévus Total des frais annuels
Devise : Deuxième devise : Coût unitaire
Coût unitaire $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
57 000 23 000 46 000 79 500 204 452 15 000 36 000 27 657 48 861 537 470
Coût unitaire 1 000 000 $ 1 000 000 $ $ - $
Montant 1 000 000 1 000 000 -
© Ministre de Ressources naturelles Canada 1997 - 2004. 2004-08-02; EOLE Scenario1.xls
0,6%
2,2%
1,8%
71,6%
16,1%
100,0%
Aucun 0,17900 Plage/coût
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Plage/quantité
Plage/coût
-
-
Plage/intervalle -
Plage/coût -
aller à la feuille Analyse des GES RNCan/CTEC - Varennes
Analyse des réductions d'émissions de gaz à effet de serre (GES) RETScreen® - Projet de centrale éolienne Utiliser la feuille d'analyse GES? Projet MDP potentiel?
Oui Non
Type d'analyse : Utiliser méthode simplifiée pour niveau réf.?
Standard Non
compléter la feuille Sommaire financ
Information générale Information sur le projet Nom du projet Lieu du projet
Scénario #1 Calgary, AB
Puissance installée Type de réseau
20,00 MW Réseau central
Potentiel de réchauffement planétaire des GES 21 tonnes CO2 = 1 tonne CH4 (GIEC 1996) (GIEC 1996) 310 tonnes CO2 = 1 tonne N2O
Réseau électrique de référence (niveau de référence) Mode de production
Charbon
Mélange d'électricité
Proportion des Facteur d'émissions Facteur d'émissions Facteur modes CO2 CH4 d'émissions N2O (%) 100,0%
(kg/GJ) 94,6
(kg/GJ) 0,0020
(kg/GJ) 0,0030
293,8
0,0062
0,0093
100%
Non
Changement du niveau de réf. durant le projet?
Rendement de conversion
Pertes de transport et de distribution
(%) 35,0%
(%) 8,0%
Facteur d'émissions GES (tCO2/MWh)
8,0%
1,069 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,069
%
-20,0%
Rendement de conversion
Pertes de transport et de distribution
Facteur d'émissions GES
Changement du facteur d'émissions de GES
Centrale électrique proposée (projet de centrale éolienne) Mode de production
Centrale électrique Éolien
Proportion des Facteur d'émissions Facteur d'émissions Facteur modes CO2 CH4 d'émissions N2O (%)
(kg/GJ)
(kg/GJ)
(kg/GJ)
(%)
(%)
(tCO2/MWh)
100,0%
0,0
0,0000
0,0000
100,0%
8,0%
0,000
Énergie annuelle utile fournie (MWh) 23 512
Réduction annuelle brute d'émissions de GES (tCO2) 25 123
Frais de transaction pour les crédits de GES (%) 0,0%
Réduction annuelle nette d'émissions GES (tCO2) 25 123
Sommaire des réductions d'émissions de GES Années d'occurence Centrale électrique
(années) 1à4
Facteur Facteur d'émissions de d'émissions de GES GES de référence du cas proposé (tCO2/MWh) (tCO2/MWh) 1,069 0,000
compléter la feuille Sommaire financier Version 3.0
© Programme des Nations Unies pour l'environnement et le Ministre de Ressources naturelles Canada 2000 - 2004.
2004-08-02; EOLE Scenario1.xls
PNUE/DTIE et RNCan/CTEC - Varennes
Version 3.0
TRI et RI avant impôt TRI et RI après impôt Retour simple Année de flux monétaire nul Valeur actualisée nette (VAN) Écon. annuelles sur la durée de vie Ratio avantages-coûts
Analyse financière % % ans ans $ $ -
$ $ $ $
Coûts périodiques (crédits) # Arbre de transmission # Pales # Valeur résiduelle du projet - Crédit
$ $ $ $ $ $ $ $
0,6% 2,2% 1,8% 71,6% 16,1% 7,7% 100,0%
$/kWh $/kWh ans % $/tCO2 ans % $/kWh $/kW-an % % % ans
MWh MWh kW
Encouragements/subventions
Coûts d'investissement Étude de faisabilité Développement Ingénierie Équipements énergétiques Infrastructures connexes Divers Investissement total
Coûts du projet et économies générées
Coût évité en énergie Crédit pour ÉR fournie Durée du crédit pour ÉR fournie Taux d'indexation du crédit ÉR Crédit pour réduction d'émissions de GES Durée du crédit pour réduction de GES Taux d'indexation du crédit GES Valeur potentielle de l'excédent Coût évité en puissance Taux d'indexation de l'énergie Taux d'inflation Taux d'actualisation Durée de vie du projet
Paramètres financiers
Nom du projet Lieu du projet Énergie renouvelable fournie Excédent disponible d'ÉR Puissance garantie en ÉR Type de réseau
Bilan énergétique annuel
-7,1% -7,1% 56,7 plus de 25 (27 163 120) (2 765 375) (1,60)
1 000 000 1 000 000 -
-
195 200 770 500 610 500 24 900 000 5 593 000 2 691 508 34 760 708
0,0450 10 2,5% 21 0,0% 120 3,0% 2,5% 9,0% 25
Scénario #1 Calgary, AB 25 556 Réseau central
Sommaire financier RETScreen® - Projet de centrale éolienne
$ $ $ $ $
Économies ou revenus annuels Énergie Puissance Crédit pour ÉR fournie - 10 ans Crédit pour réduction de GES - 21 ans Total des économies annuelles
oui/non $/kWh oui/non $/tCO2 $ $ $/an -
2004-08-02;EOLE Scenario1.xls
© Ministre de Ressources naturelles Canada 1997 - 2004.
Calcul du coût de revient de l'énergie? Coût de revient de l'énergie Calcul du coût de réduction de GES? Coût de réduction d'émissions de GES Capitaux propres investis Dette du projet Paiements de la dette Recouvrement de la dette
Non 0,0711 Non Pas calculé 10 428 212 24 332 495 3 708 460 (0,11)
1 150 041 1 150 041
537 470 3 708 460 4 245 929
Non 35,0% Oui Dégressive 95,0% 30,0% 15 Non 5
70,0% 8,5% 10
Réseau central 25 123 25 123 527 576 628 067
Occurrence - année # 10,20 Occurrence - année # 15 Occurrence - année # 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 Occurrence - année # 25
$ $ $ $
oui/non % oui/non % % ans oui/non ans
% % ans
kW MWh tCO2/an tCO2/an tCO2 tCO2
Frais annuels et dette Exploitation et entretien Combustible/électricité Paiements de la dette - 10 ans Total des frais annuels et dette
Analyse d'impôt sur le revenu? Taux d'imposition sur le revenu Report des pertes? Méthode d'amortissement Allocation du coût en capital Taux d'amortissement Période d'amortissement Congé fiscal disponible? Durée du congé fiscal
Ratio d'endettement Taux d'intérêt sur la dette Durée de l'emprunt
Charge de pointe Demande énergétique du réseau Réduction nette d'émissions de GES Réduction nette de GES - 5e année et + Réduction nette d'émissions de GES - 21 ans Réduction nette d'émissions de GES - 25 ans
Flux monétaires annuels An Av. impôt # $ 0 (10 428 212) 1 (3 074 824) 2 (3 053 061) 3 (3 030 575) 4 (3 007 345) 5 (2 983 345) 6 (2 958 551) 7 (2 932 937) 8 (2 906 477) 9 (2 879 143) 10 (4 130 992) 11 886 719 12 916 846 13 947 966 14 980 109 15 (434 988) 16 1 047 601 17 1 083 018 18 1 119 598 19 1 157 377 20 (442 222) 21 1 236 690 22 1 278 305 23 1 321 280 24 1 365 661 25 1 411 491 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Apr. impôt $ (10 428 212) (3 074 824) (3 053 061) (3 030 575) (3 007 345) (2 983 345) (2 958 551) (2 932 937) (2 906 477) (2 879 143) (4 130 992) 886 719 916 846 947 966 980 109 (434 988) 1 047 601 1 083 018 1 119 598 1 157 377 (442 222) 1 236 690 1 278 305 1 321 280 1 365 661 1 411 491 RNCan/CTEC - Varennes
Cumulatif $ (10 428 212) (13 503 037) (16 556 097) (19 586 672) (22 594 017) (25 577 362) (28 535 913) (31 468 850) (34 375 328) (37 254 471) (41 385 463) (40 498 745) (39 581 899) (38 633 933) (37 653 824) (38 088 812) (37 041 211) (35 958 192) (34 838 594) (33 681 217) (34 123 438) (32 886 748) (31 608 443) (30 287 163) (28 921 503) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011) (27 510 011)
Version 3.0
0
1
TRI et RI : -7,1%
(45 000 000)
(40 000 000)
(35 000 000)
(30 000 000)
(25 000 000)
(20 000 000)
(15 000 000)
(10 000 000)
(5 000 000)
0 2
3
Énergie renouvelable fournie (MWh/an) : 25 556
Graphique des flux monétaires cumulatifs
4
Sommaire financier RETScreen® - Projet de centrale éolienne
Flux monétaire cumulatif ($)
5
6
7
9
11
13
Année
12
14
15
34 760 708
16
Année de flux monétaire nul : plus de 25 ans
10
$
2004-08-02;EOLE Scenario1.xls
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8
Investissement total :
17
18
19
21
22
23
24
25
RNCan/CTEC - Varennes
Valeur actualisée nette : $ -27 163 120
20
Réduction moyenne nette de GES (tCO2/an) : 25 123
Flux monétaires cumulatifs du projet de centrale éolienne Scénario #1, Calgary, AB
Version 3.0
Données de produits Données météorologiques Données de coûts Choix d’unités Options monétaires Analyse de projets MDP / MOC Analyse de sensibilité
Options
Modèle énergétique Équipements Analyse des coûts Analyse des gaz à effet de serre Sommaire financier
Feuilles de calcul
Description et organigramme Code de couleur Manuel en ligne
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Modèle pour projets de centrale éolienne
Logiciel d’analyse de projets sur les énergies propres
RNCan/CTEC - Varennes
Partenaires
Formation et aide Forums Internet Place d’affaires Études de cas e-Manuel
Centre d’aide à la décision sur les énergies propres www.retscreen.net
Modèle énergétique RETScreen ® - Projet de centrale éolienne Unités:
Formation et aide
Métriques
Caractéristiques du site Nom du projet Lieu du projet Source des données de vent Station météorologique la plus proche du projet Vitesse moyenne annuelle du vent Hauteur de mesure du vent Coefficient de cisaillement du vent Vitesse du vent à 10 m Pression atmosphérique moyenne Température moyenne annuelle
m/s m m/s kPa °C
Données Scénario #2 Pincher Creek, AB Vitesse du vent Lethbridge A, AB 7,0 10,0 0,15 7,0 90,7 6
Paramètres du système Type de réseau Puissance nominale par éolienne Nombre d'éoliennes Puissance éolienne installée Hauteur du moyeu Vitesse du vent à hauteur du moyeu Pertes par effet de sillage Pertes par encrassement des pales et/ou verglas Autres pertes et causes d'arrêts Pertes diverses
kW kW m m/s % % % %
Données Réseau central 1 000 20 20 000 45,0 8,8 3% 2% 2% 3%
kW MW MWh MWh kWh/m² % MWh GJ
Données par éolienne 1 000 1,000 3 855 0,90 1,03 3 573 0,90 1 404 37% 3 229 11 625
Production annuelle d'énergie Puissance éolienne installée Production énergétique non corrigée Coefficient de correction barométrique Coefficient de correction thermique Production énergétique brute Coefficient de pertes Rendement spécifique Facteur d'utilisation de la centrale éolienne Énergie renouvelable fournie
Notes/Plage voir le Manuel de l'utilisateur en ligne
voir la base de données météorologiques
3,0 à 100,0 m 0,10 à 0,40 60,0 à 103,0 kPa -20 à 30 °C Notes/Plage compléter la feuille Équipements
6,0 à 100,0 m 0% à 20% 1% à 10% 2% à 7% 2% à 6% Données totales 20 000 20,000 77 097 0,90 1,03 71 469 0,90 1 404 37% 64 583 232 497
Notes/Plage
0,59 à 1,02 0,98 à 1,15 0,75 à 1,00 150 à 1 500 kWh/m² 20% à 40%
compléter la feuille Analyse des coûts Version 3.0
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RNCan/CTEC - Varennes
Caractéristiques des équipements RETScreen ® - Projet de centrale éolienne Caractéristiques des éoliennes Puissance nominale par éolienne Hauteur du moyeu Diamètre du rotor Surface balayée Manufacturier d'éoliennes Modèle d'éolienne Source de la courbe d'énergie
-
Données 1 000 45,0 54 2 300 Bonus Energy AN BONUS 1 MW Définie par l'utilisateur
Vitesse du vent (m/s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Courbe de puissance (kW) 0,0 0,0 0,0 0,0 24,1 69,3 130,0 219,1 333,5 463,1 598,1 730,0 846,5 928,8 972,6 990,8 997,2 999,2 999,8 999,9 1 000,0 1 000,0 1 000,0 1 000,0 1 000,0 1 000,0
kW m m m²
Notes/Plage voir la base de données de produits
6,0 à 100,0 m 7 à 80 m 35 à 5 027 m² spécifique au site
Données de la production de l'éolienne Courbe d'énergie (MWh/an) 1 182,0 1 889,0 2 632,0 3 351,0 4 004,0 4 575,0 -
Courbes de puissance et d'énergie Énergie
5 000 4 500 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0
Puissance (kW)
1 000 800 600 400 200 0 0
2
4
6
8
10 12 14 Vitesse du vent (m/s)
16
18
20
22
Énergie (MWh/an)
Puissance
1 200
24
retour à la feuille Modèle énergétique Version 3.0
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RNCan/CTEC - Varennes
Analyse des coûts RETScreen ® - Projet de centrale éolienne
Consulter la place d'affaires
Type de projet : Personnalisé Coûts d'investissement (crédits) Étude de faisabilité Inspection du site Évaluation du potentiel éolien Évaluation environnementale Conception préliminaire Estimation détaillée des coûts Étude du scénario de réf. et PS des GES Préparation du rapport Gestion du projet Voyages et hébergement Sous-total : Développement Négociation du CAÉ Approbations et permis Droits fonciers Arpentage Validation et enregistrement pour les GES Financement du projet Services comptables et juridiques Gestion du projet Voyages et hébergement Ingénierie Localisation des éoliennes Conception mécanique Conception électrique Génie civil Appels d'offres et contrats Surveillance des travaux Équipements énergétiques Éoliennes Pièces de rechange Transport Infrastructures connexes Fondations des éoliennes Érection des éoliennes Chemins d'accès Ligne électrique Poste de raccordement Bâtiment d'exploitation Transport Divers Formation Mise en service Frais imprévus Intérêts durant les travaux Total des coûts d'investissement
Coûts périodiques (crédits) Arbre de transmission Pales Valeur résiduelle du projet Version 3.0
Unité
Quantité
j-p mât météo j-p j-p j-p projet j-p j-p voyage-p
6,0 6 8,0 18,0 18,0
$ $ $ $ $
8,0 6,0 4
$ $ $
j-p j-p projet j-p projet j-p j-p année-p voyage-p
20,0 250,0 1 50,0
$ $ $ $
100,0 100,0 1,25 18
$ $ $ $
Sous-total : j-p j-p j-p j-p j-p année-p
175,0 100,0 150,0 90,0 110,0 0,85
$ $ $ $ $ $
kW % éolienne
20 000 1,0% 20
$ $ $
Sous-total : éolienne éolienne km km projet bâtiment projet
20 20 3,00 8,50 1 1 1
$ $ $ $ $ $ $
Sous-total :
Sous-total :
$ Coûts de référence : DKK Taux : $/DKK % du total Plage/quantité
$ $ $ $ $ $ 800 $ 800 $ 3 000 $ $ $
4 800 132 000 6 400 14 400 14 400 6 400 4 800 12 000 195 200
$ $ $ $ $ 1 500 $ 1 200 $ 130 000 $ 3 000 $ $ $
24 000 200 000 30 000 30 000 150 000 120 000 162 500 54 000 770 500
$ $ $ $ $ $ $ $
140 000 80 000 120 000 72 000 88 000 110 500 610 500
1 000 $ 20 000 000 $ 33 000 $ $ $
20 000 000 200 000 660 000 20 860 000
78 000 $ 52 000 $ 50 000 $ 70 000 $ 2 055 000 $ 125 000 $ 68 000 $ $ $
1 560 000 1 040 000 150 000 595 000 2 055 000 125 000 68 000 5 593 000
800 $ 800 $ 28 101 200 $ 29 506 260 $ $ $
32 000 40 000 1 405 060 885 188 2 362 248 30 391 448
7,8% 100,0%
Montant
% du total
1 200 800 30 000 600
800 800 800 800 800 130 000
j-p j-p % 6,0%
40,0 50,0 5% 12 month(s)
Unité
Quantité
projet projet projet % kWh projet voyage-p %
1 1 1 3,0% 64 582 523
$ $ $ $ $
57 000 23 000 46 000 2 650 000 0,008
1 12 6%
$ $ $
15 000 3 000 773 160
%
10%
$
819 550
Coût Coût
Période 10 ans 15 ans
$ $
Crédit
-
$
$ $ $ $
$ Danemark Montant
800 22 000 800 800 800
Sous-total :
Frais annuels (crédits) Exploitation et entretien Location du terrain Taxes foncières Primes d'assurance Entretien de la ligne électrique Pièces et main-d'œuvre Surveillance et vérification des GES Bénéfices aux communautés Voyages et hébergement Frais généraux et administratifs Frais imprévus Total des frais annuels
Devise : Deuxième devise : Coût unitaire
Coût unitaire $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
57 000 23 000 46 000 79 500 516 660 15 000 36 000 46 390 81 955 901 505
Coût unitaire 1 000 000 $ 1 000 000 $ $ - $
Montant 1 000 000 1 000 000 -
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0,6%
2,5%
2,0%
68,6%
18,4%
100,0%
Aucun 0,17900 Plage/coût
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Plage/quantité
Plage/coût
-
-
Plage/intervalle -
Plage/coût -
aller à la feuille Analyse des GES RNCan/CTEC - Varennes
Analyse des réductions d'émissions de gaz à effet de serre (GES) RETScreen® - Projet de centrale éolienne Utiliser la feuille d'analyse GES? Projet MDP potentiel?
Oui Non
Type d'analyse : Utiliser méthode simplifiée pour niveau réf.?
Standard Non
compléter la feuille Sommaire financ
Information générale Information sur le projet Nom du projet Lieu du projet
Scénario #2 Pincher Creek, AB
Puissance installée Type de réseau
20,00 MW Réseau central
Potentiel de réchauffement planétaire des GES 21 tonnes CO2 = 1 tonne CH4 (GIEC 1996) (GIEC 1996) 310 tonnes CO2 = 1 tonne N2O
Réseau électrique de référence (niveau de référence) Mode de production
Charbon
Mélange d'électricité
Proportion des Facteur d'émissions Facteur d'émissions Facteur modes CO2 CH4 d'émissions N2O (%) 100,0%
(kg/GJ) 94,6
(kg/GJ) 0,0020
(kg/GJ) 0,0030
293,8
0,0062
0,0093
100%
Non
Changement du niveau de réf. durant le projet?
Rendement de conversion
Pertes de transport et de distribution
(%) 35,0%
(%) 8,0%
Facteur d'émissions GES (tCO2/MWh)
8,0%
1,069 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,069
%
-20,0%
Rendement de conversion
Pertes de transport et de distribution
Facteur d'émissions GES
Changement du facteur d'émissions de GES
Centrale électrique proposée (projet de centrale éolienne) Mode de production
Centrale électrique Éolien
Proportion des Facteur d'émissions Facteur d'émissions Facteur modes CO2 CH4 d'émissions N2O (%)
(kg/GJ)
(kg/GJ)
(kg/GJ)
(%)
(%)
(tCO2/MWh)
100,0%
0,0
0,0000
0,0000
100,0%
8,0%
0,000
Énergie annuelle utile fournie (MWh) 59 416
Réduction annuelle brute d'émissions de GES (tCO2) 63 486
Frais de transaction pour les crédits de GES (%) 0,0%
Réduction annuelle nette d'émissions GES (tCO2) 63 486
Sommaire des réductions d'émissions de GES Années d'occurence Centrale électrique
(années) 1à4
Facteur Facteur d'émissions de d'émissions de GES GES de référence du cas proposé (tCO2/MWh) (tCO2/MWh) 1,069 0,000
compléter la feuille Sommaire financier Version 3.0
© Programme des Nations Unies pour l'environnement et le Ministre de Ressources naturelles Canada 2000 - 2004.
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PNUE/DTIE et RNCan/CTEC - Varennes
Version 3.0
TRI et RI avant impôt TRI et RI après impôt Retour simple Année de flux monétaire nul Valeur actualisée nette (VAN) Écon. annuelles sur la durée de vie Ratio avantages-coûts
Analyse financière % % ans ans $ $ -
$ $ $ $
Coûts périodiques (crédits) # Arbre de transmission # Pales # Valeur résiduelle du projet - Crédit
$ $ $ $ $ $ $ $
0,6% 2,5% 2,0% 68,6% 18,4% 7,8% 100,0%
$/kWh $/kWh ans % $/tCO2 ans % $/kWh $/kW-an % % % ans
MWh MWh kW
Encouragements/subventions
Coûts d'investissement Étude de faisabilité Développement Ingénierie Équipements énergétiques Infrastructures connexes Divers Investissement total
Coûts du projet et économies générées
Coût évité en énergie Crédit pour ÉR fournie Durée du crédit pour ÉR fournie Taux d'indexation du crédit ÉR Crédit pour réduction d'émissions de GES Durée du crédit pour réduction de GES Taux d'indexation du crédit GES Valeur potentielle de l'excédent Coût évité en puissance Taux d'indexation de l'énergie Taux d'inflation Taux d'actualisation Durée de vie du projet
Paramètres financiers
Nom du projet Lieu du projet Énergie renouvelable fournie Excédent disponible d'ÉR Puissance garantie en ÉR Type de réseau
Bilan énergétique annuel
22,8% 22,8% 7,7 5,2 19 534 240 1 988 708 3,14
1 000 000 1 000 000 -
-
195 200 770 500 610 500 20 860 000 5 593 000 2 362 248 30 391 448
0,0450 0,025 25 2,5% 5,0 25 2,5% 120 3,0% 2,5% 9,0% 25
Scénario #2 Pincher Creek, AB 64 583 Réseau central
Sommaire financier RETScreen® - Projet de centrale éolienne
$ $ $ $ $
Économies ou revenus annuels Énergie Puissance Crédit pour ÉR fournie - 25 ans Crédit pour réduction de GES - 25 ans Total des économies annuelles
oui/non $/kWh oui/non $/tCO2 $ $ $/an -
2004-08-02;EOLE Scenario2.xls
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Calcul du coût de revient de l'énergie? Coût de revient de l'énergie Calcul du coût de réduction de GES? Coût de réduction d'émissions de GES Capitaux propres investis Dette du projet Paiements de la dette Recouvrement de la dette
Non 0,0711 Non Pas calculé 9 117 434 21 274 013 2 561 827 1,58
2 906 214 1 614 563 317 432 4 838 208
901 505 2 561 827 3 463 331
Non 35,0% Oui Dégressive 95,0% 30,0% 15 Non 5
70,0% 8,5% 15
Réseau central 63 486 63 486 1 587 158 1 587 158
Occurrence - année # 10,20 Occurrence - année # 15 Occurrence - année # 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 Occurrence - année # 25
$ $ $ $
oui/non % oui/non % % ans oui/non ans
% % ans
kW MWh tCO2/an tCO2/an tCO2 tCO2
Frais annuels et dette Exploitation et entretien Combustible/électricité Paiements de la dette - 15 ans Total des frais annuels et dette
Analyse d'impôt sur le revenu? Taux d'imposition sur le revenu Report des pertes? Méthode d'amortissement Allocation du coût en capital Taux d'amortissement Période d'amortissement Congé fiscal disponible? Durée du congé fiscal
Ratio d'endettement Taux d'intérêt sur la dette Durée de l'emprunt
Charge de pointe Demande énergétique du réseau Réduction nette d'émissions de GES Réduction nette de GES - 5e année et + Réduction nette d'émissions de GES - 25 ans Réduction nette d'émissions de GES - 25 ans
Flux monétaires annuels An Av. impôt # $ 0 (9 117 434) 1 1 487 826 2 1 604 034 3 1 723 596 4 1 846 610 5 1 973 176 6 2 103 397 7 2 237 378 8 2 375 230 9 2 517 064 10 1 382 911 11 2 813 145 12 2 967 633 13 3 126 588 14 3 290 137 15 2 010 118 16 6 193 388 17 6 371 540 18 6 554 847 19 6 743 456 20 5 298 906 21 7 137 205 22 7 342 668 23 7 554 077 24 7 771 608 25 7 995 436 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Apr. impôt $ (9 117 434) 1 487 826 1 604 034 1 723 596 1 846 610 1 973 176 2 103 397 2 237 378 2 375 230 2 517 064 1 382 911 2 813 145 2 967 633 3 126 588 3 290 137 2 010 118 6 193 388 6 371 540 6 554 847 6 743 456 5 298 906 7 137 205 7 342 668 7 554 077 7 771 608 7 995 436 RNCan/CTEC - Varennes
Cumulatif $ (9 117 434) (7 629 609) (6 025 575) (4 301 979) (2 455 368) (482 192) 1 621 205 3 858 583 6 233 813 8 750 876 10 133 787 12 946 932 15 914 565 19 041 153 22 331 291 24 341 408 30 534 796 36 906 336 43 461 183 50 204 639 55 503 545 62 640 750 69 983 418 77 537 495 85 309 103 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539 93 304 539
Version 3.0
0
1
TRI et RI : 22,8%
(20 000 000)
0
20 000 000
40 000 000
60 000 000
80 000 000
100 000 000
2
3
Énergie renouvelable fournie (MWh/an) : 64 583
Graphique des flux monétaires cumulatifs
4
Sommaire financier RETScreen® - Projet de centrale éolienne
Flux monétaire cumulatif ($)
5
6
7
9
10
13
Année
12
14
15
30 391 448
Année de flux monétaire nul : 5,2 ans
11
$
2004-08-02;EOLE Scenario2.xls
© Ministre de Ressources naturelles Canada 1997 - 2004.
8
Investissement total :
16
17
18
19
21
22
23
24
25
RNCan/CTEC - Varennes
Valeur actualisée nette : $ 19 534 240
20
Réduction moyenne nette de GES (tCO2/an) : 63 486
Flux monétaires cumulatifs du projet de centrale éolienne Scénario #2, Pincher Creek, AB
Analyse des ré missions réductions d’é d’émissions de GES avec le logiciel RETScreen® Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies
Photo : Environnement Canada
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs • Pré Présenter une mé méthodologie pour
calculer les ré missions de réductions d’é d’émissions gaz à effet de serre (GES)
• Faire une dé démonstration du modè modèle
RETScreen® d’analyse des ré réductions d’émissions ’émissions de GES
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Qu’ Qu’estest-ce qui doit être calculé calculé? • Réductions annuelles d’é missions de gaz à effet de serre d’émissions
Niveau de référence (habituellement une technologie conventionnelle) vs projet proposé (technologie d’énergie propre)
Unité : tonnes de CO2 par an Les émissions de CH4 et de N2O sont converties en émissions de CO2 équivalentes d’après leur potentiel de réchauffement planétaire
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
1
Comment estest-ce calculé calculé? Réductions annuelles d’é missions de GES d’émissions = (t CO2) Facteur d’émissions ’émissions de GES du niveau de ré référence (t CO2 /MWh)
-
Facteur d’émissions ’émissions de GES du projet proposé proposé (t CO2 /MWh)
Énergie annuelle utile fournie (MWh)
x
• Le calcul des ré réductions annuelles tient compte des pertes en transport et en distribution ainsi que des frais de transaction pour les cr crédits de GES (Version 3.0 ou supé supérieure) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Modè Modèle RETScreen® d’analyse des réductions d’é missions de GES d’émissions •
Méthodologie normalisé normalisée développé veloppée par RNCan avec le Programme des Nations Unies pour l’l’environnement (PNUE), le PNUE RISØ RISØ Centre on Energy, Climate and Sustainable Development (URC) ainsi que Le Prototype Carbon Fund de la Banque mondiale (PCF)
•
Validé Validé par une équipe d’experts du gouvernement et de l’l’industrie © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Type d’ d’analyse • Analyse standard : RETScreen® utilise automatiquement les valeurs standards de l’l’industrie et du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'é l'évolution du climat (GIEC) pour :
Facteurs d’équivalence de CO2 pour le CH4 et le N2O
Émissions de CO2, CH4 et N2O pour les combustibles courants
Rendement de conversion des combustibles pour le chauffage ou l’électricité
• Analyse personnalisé personnalisée : l’l’utilisateur doit spé spécifier ces valeurs • Analyse dé définie par l’l’utilisateur : l’l’utilisateur doit spé spécifier les facteurs d'é d'émissions de GES (Version 3.0 ou supé supérieure)
Ne spécifie pas les facteurs d'émissions de CO2 des combustibles et les rendements de conversion © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
2
Définition du niveau de ré référence •
Diffé Différentes approches pour dé déterminer le niveau de ré référence dans :
Niveau de référence historique et statique (tous les modes de production existants)
Niveau de référence historique et statique, basé sur les nouvelles tendances
Niveau de référence projeté et statique, basé sur les plans d’expansion
Niveau de référence projeté, dynamique et marginal
Autres
•
RETScreen® permet un changement du niveau de ré référence durant la vie du projet (Version 3.0 ou supé supérieure)
•
La ré référence peut être internationale, nationale ou ré régionale
•
Toujours en cours de né négociations dans le cadre du protocole de Kyoto
•
L’utilisateur doit être capable de dé défendre le choix du niveau de ré référence et ne pas surestimer les ré missions attendues de la ré réductions d’é d’émissions réalisation du projet © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
RETScreen® facilite la réalisation des projets MDP et MOC du protocole de Kyoto •
Projets du Mé Mécanisme pour un dé développement propre (MDP) :
•
•
•
Les pays industrialisés ou les entreprises qui investissent dans les projets de réductions d’émissions de GES dans les pays en développement peuvent obtenir les crédits correspondants
L’évaluation ’évaluation des projets MDP à faible ampleur peuvent utiliser les mé valuation du niveau de ré méthodes simplifié simplifiées d’é d’évaluation référence
Projets de production d’électricité ≤ à 15 MW
Projets d’efficacité énergétique économisant ≤ 15 à GWh par an
Projets de Mises en œuvre conjointes (MOC) :
Les pays industrialisés ou les entreprises peuvent obtenir les crédits de réductions d’émissions de GES en investissant dans des projets réalisés dans les autres pays ayant un objectif de réduction des émissions selon le protocole de Kyoto (pays de l’annexe I)
Généralement, ces projets sont localisés dans les pays d’économie en transition
Les projets MDP et MOC né nécessitent de dé démontrer le principe de “complé missions aucomplémentarité” mentarité” – réductions d’é d’émissions au-delà delà du niveau de ré référence © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
3
Conclusions • RETScreen® calcule les ré missions réductions annuelles d’é d’émissions de GES d’ nergie propre comparé d’une technologie d’é d’énergie comparée à une technologie de ré référence
• Facile à utiliser, mais requiè requière que l’l’utilisateur dé définisse
soigneusement le niveau de ré référence pour de plus gros projets
• Le modè tude de modèle tient compte, à l’étape ’étape de l’é l’étude
pré préfaisabilité faisabilité, des nouvelles rè règles du protocole de Kyoto
• La cré crédibilité dibilité des ré réductions avancé avancées dé dépend d’ d’une
estimation conservatrice des ré missions de réductions d’é d’émissions GES du projet proposé proposé
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Questions?
Photo : Environnement Canada
www. www.retscreen.net retscreen.net © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2002.
4
Analyses financiè financière et de risque avec le logiciel RETScreen® Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies
Photo : Green Mountain Power Corporation/ NRELPix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs •
Pré Présenter la mé méthodologie de RETScreen® pour évaluer la viabilité viabilité financiè financière d’ d’un projet potentiel en énergie propre
Donner un aperçu des paramètres financiers (valeurs d’entrée) importants
Revoir les indicateurs clés de viabilité financière
Examiner les hypothèses de calculs du flux monétaire
Faire ressortir les différences entre les coûts d’investissement, le retour simple et les indicateurs financiers clés
•
Faire une dé démonstration de la feuille de calcul Sommaire financier de RETScreen®
•
Exposer comment les encouragements, les cré crédits à la production, les cré crédits pour ré réductions de GES et les impôts peuvent être inclus dans l’analyse financiè financière
•
Introduire l’l’analyse de sensibilité sensibilité et de risque avec RETScreen®
•
Faire une dé démonstration de la feuille de calcul Analyse de sensibilité sensibilité et de risque de RETScreen® (Version 3.0 ou supé supérieure) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
1
Coû Coût initial vs coû coûts ré récurrents : Systè ystème de té télécommunication en site isolé isolé initial : 6 000 $ Frais annuels : 1 000 $ pour le carburant* Remplacement des batteries tous les 4 ans (1 500 $)* Remise en état majeure de la génératrice tous les 2 ans (1 000 $)*
• PV + batteries (cas proposé proposé) : Coût
initial : 15 000 $ des batteries tous les 5 ans (2 000 $)*
Remise en état majeure Coût du carburant Remplacement des batteries Coût initial
15 10 5 0 0
5
10
15
20
25
Année 15 Coût (k$)
Coût
Coût (k$)
• Génératrice + batteries (cas de ré référence) :
Remplacement des batteries
10 Coût initial
5 0 0
Remplacement
5
10
15
20
25
Année
* Taux d’inflation et taux d'indexation de l'énergie à 2,5 % © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Déterminer la rentabilité rentabilité financiè financière : Systè Système de té télécommunication en site isolé isolé
• Comment comparer une gé génératrice et un systè système PV?
Génératrice : coût initial plus faible PV : frais annuels et périodiques plus faibles
• RETScreen® calcule
les indicateurs financiers qui tiennent compte des revenus et des dépenses sur la duré durée de vie du projet!
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
2
Calcul du flux moné monétaire : Calculs dans RETScreen® Flux moné monétaire d’ d’entré entrée 50,000,000
Économies de combustible Économies d’ d’exploitation et d’ d’entretien Économies pé périodiques Encouragements Cré Crédits pour la production Cré Crédits de GES
Capitaux propres investis Paiements annuels de la dette Paiements d’ d’exploitation et d’ d’entretien Coû Coûts pé périodiques
30,000,000
$
20,000,000
Flux monétaire annuel 40
10,000,000
0
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
(10,000,000)
Période (an)
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(20,000,000) Years
millier de $
Flux moné monétaire de sortie
Flux monétaire cumulatif 40,000,000
-20
Indicateurs
-40 -60 -80
-100
An
Valeur actualisé actualisée nette Retour simple TRI Recouvrement de la dette etc. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Paramè Paramètres financiers (entré (entrées) dans RETScreen®
• Taux d’ d’actualisation : taux utilisé utilisé pour convertir les flux moné monétaires futurs en valeur actuelle
• Coû Coût évité vité en énergie :
Pour les projets de chauffage et climatisation : le prix du combustible pour le système conventionnel Pour les projets électriques qui vendent sur le réseau : le prix payé pour l’énergie propre (promoteurs) ou le coût marginal (utilités) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Indicateurs clé clés (sorties) de la viabilité viabilité financiè financière
Signification
Exemple
Retour Simple
Valeur Actualisé Actualisée Nette (VAN)
Taux de Rendement Interne (TRI)
Nb. d’ d’anné années pour récupé cupérer l’l’investissement à partir des économies annuelles
Valeur totale du projet en dollars d’aujourd’ aujourd’hui
Taux d’ d’inté intérêt fourni par le projet durant sa duré durée de vie
Retour simple de 3 ans
VAN de 1.5 million $
Critè Critère
Retour simple < n anné années Si positif, le projet est rentable
Commentaires
• Trompeur • Ne tient pas compte du financement et des flux moné monétaires à long terme • Utiliser quand le flux de tré trésorerie est serré serré
• Le bon indicateur • L’utilisateur doit spé spécifier le taux d’actualisation
TRI de 17 % TRI > Taux de rendement minimal
• Erroné Erroné lorsque les flux moné monétaires passent du positif au né négatif puis au positif
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
3
Comparaison des indicateurs :
Systè Système de té télécommunication en site isolé isolé Retour Simple
Valeur Actualisé Actualisée Nette (VAN)
Taux de Rendement Interne (TRI)
PV vs génératrice*
9 ans
4 800 $
22 %
Décision
Génératrice
PV
PV
* Taux d’actualisation de 12 %; Ratio d’endettement de 50 % avec une durée de l’emprunt de 15 ans à 7 % de taux d’intérêt
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Indicateurs de viabilité viabilité financiè financière :
Systè Système de té télécommunication en site isolé isolé
• Pour chaque projet,
Année de flux monétaire nul : 3,8
RETScreen fournit une panoplie d’indicateurs financiers et un graphique du flux moné monétaire cumulatif ®
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Jauger l’ l’incertitude : Analyse de sensibilité sensibilité et de risque • Au stade de l’l’analyse de
pré préfaisabilité faisabilité, il y a beaucoup d’ d’incertitude sur plusieurs paramè paramètres d’entré entrée
• Comment la rentabilité rentabilité du
projet estest-elle affecté affectée par les erreurs commises sur l’évaluation ’évaluation de ces paramè paramètres?
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
4
Analyse de sensibilité sensibilité • Montre comment la rentabilité rentabilité du projet change
quand deux paramè paramètres clé clés varient simultané simultanément
• Exemple :
Coût initial 10 % plus élevé que prévu
Coût évité en énergie 20 % plus élevé que prévu
Est-ce que le TRI excède la valeur 15 % du seuil ciblée par l’utilisateur?
• Oui, elle est de 15,2 %
Les combinaisons de coût initial et de coût évité en énergie en dessous du seuil ciblée par l’utilisateur sont dans les cellules ombragées © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
5
Analyse de sensibilité sensibilité : paramè paramètres • RETScreen® calcule la sensibilité… sensibilité…
Du Taux de Rendement Interne (TRI)
De l’année de flux monétaire nul
De la Valeur Actualisée Nette (VAN)
• …aux changements simultané simultanées (par exemple)… exemple)…
De l’ÉR fournie et du coût évité en énergie
Du coût initial et du coût évité en énergie
Du taux d'intérêt sur la dette et de la durée de l'emprunt
Des réductions nettes d'émissions de GES et du crédit des réductions d'émissions de GES
De l’ÉR fournie et du crédit pour ÉR fournie
• …pour des changements de ±x %, ±½x %, et 0 %, ou x est la plage de variation des paramè paramètres qui est spé spécifié cifiée par l’l’utilisateur
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Analyse de risque • L’utilisateur est incertains de plusieurs paramè paramètres :
L’utilisateur spécifie alors les plages de variation pour chaque paramètres (c.-à-d. ± 5 %)
Tous les paramètres dévient de l’estimé simultanément et indépendamment
• Comment les indicateurs financiers sontsont-ils affecté affectés?
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Analyse de risque : Simulation Monte Carlo • RETScreen® calcule la distribution des fré fréquences des indicateurs
financiers (TRI, VAN et anné année de flux moné monétaire nul) en calculant leurs valeurs pour 500 combinaisons des paramè paramètres
Les paramètres varient au hasard en fonction de l’incertitude spécifiée par l’utilisateur
7 % du temps le TRI est 18,2 ± 0,7 %
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
6
Analyse de risque : Niveau de risque • Risque de 10 % que le TRI prenne une valeur en dehors de la plage plage calculé calculée
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Analyse de risque : Influence des paramè paramètres • Le « Diagramme tornade » montre :
Les paramètres ayant le plus d’influence
Comment les changements dans ces paramètres affectent le taux de rendement interne, la valeur actualisée nette ou l’année de flux monétaire nul
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Conclusions • RETScreen® calcule le flux moné monétaire en tenant compte des coû coûts d’investissement, des économies d’é nergie, de l’l’exploitation et de d’énergie, l’entretien, des coû coûts de combustible, de l’l’impôt et des cré crédits de production d’é ’énergie nergie renouvelable et de GES d
• RETScreen® calcule automatiquement les indicateurs importants de viabilité viabilité financiè financière
• La sensibilité sensibilité des indicateurs financiers clé clés aux changements des paramè paramètres d’ d’entré entrées peutpeut-être évalué valuée avec RETScreen®
• Il est pré préférable d’ d’utiliser des indicateurs comme le TRI et la VAN, qui prennent en considé considération la rentabilité rentabilité sur la duré durée de vie du projet, plutôt que d’ d’utiliser la mé méthode de retour simple sur l’l’investissement
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
7
Questions?
www.retscreen.net © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
8
Sommaire de l’ l’introduction Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies
Photo : Nordex Gmbh
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Conclusions • Les technologies d’é nergies propres ont gagné d’énergies gagné en maturité maturité, plusieurs utilisations rentables existent et le marché marché croî croît rapidement • Les technologies d’é nergies propres doivent être prises en d’énergies considé considération par les planificateurs, les dé décideurs et l’l’industrie dès l’é tape initiale de planification l’étape
• RETScreen® simplifie les évaluations pré préliminaires Requiert une quantité relativement petite de données d’entrée Calcule automatiquement les indicateurs clés de viabilité technique et financière Coûte le 1/10e du coût des autres méthodes d’évaluation Suit une procédure normalisée permettant des comparaisons objectives Augmente le potentiel de réalisation de projets rentables d’énergies propres
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Croissance des utilisateurs Logiciel RETScreen
1
Outil d’ d’aide à la dé décision et de renforcement des compé compétences
Platevaluation Plate-forme commune d’é d’évaluation et de dé développement de projets
Questions?
www.retscreen.net © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
2
Module Analyse de projets de centrale éolienne
Analyse de projets de centrale éolienne Cours d’ d’analyse de projets d'é d'énergies propres Éolienne de grande puissance
Photo : Nordex AG © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004
Objectifs
• Réviser les principes de base des centrales éoliennes
• Décrire les enjeux importants d’une analyse de projet de centrale éolienne
• Pré Présenter le modè modèle RETScreen®
pour les projets de centrale éolienne
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Qu’ Qu’estest-ce que les centrales éoliennes fournissent? • Électricité lectricité pour
Les réseaux centraux
Les réseaux isolés
Les systèmes hors réseau
Le pompage de l’eau
Parc éolien de San Gorgino, Palm Springs, Californie, États-Unis
…mais aussi…
Renfort pour les réseaux fragiles
Diminution de l’exposition aux variations du prix de l’énergie
Réduction des pertes de transmission et de distribution
Photo : Warren Gretz/ NREL Pix
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
1
Description d’ d’une éolienne • Composants
Schéma d’une éolienne à axe horizontal
Rotor
Multiplicateur (boîte de vitesses)
Tour
Fondation
Système de commande
Générateur
• Types
À axe horizontal Les plus utilisées
Le système de commande ou la conception oriente le rotor face au vent
À axe vertical Les moins utilisées © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Utilisation de l’é nergie éolienne l’énergie • Hors ré réseau
Petites éoliennes (50 W à 10 kW)
Chargement de batteries
Pompage de l’eau
Hors réseau, éolienne de 10 kW, Mexique
• Réseau isolé isolé
Éoliennes de 10 à 200 kW
Les systèmes hybrides éolien-diesel réduisent les coûts de production dans les régions éloignées
Taux de pénétration élevé ou bas
• Réseau central
Éoliennes de 200 kW à 2 MW
Parcs éoliens de plusieurs machines
Photo : Charles Newcomber/ NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Étapes d’ d’un projet de centrale éolienne • Évaluation du potentiel éolien
• Évaluation
environnementale
• Approbation
réglementaire
• Conception
Installation d’un mât météorologique de 40 m, Québec, Canada Photo : GPCo Inc.
• Construction
Chemin d’accès
Ligne électrique
Postes de raccordement
Poste de raccordement, Californie, États-Unis Photo : Warren Gretz/NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
2
Potentiel éolien • Des moyennes élevé levées de vitesses du vent sont essentielles
Une moyenne annuelle minimum de 4 m/s est nécessaire
Les gens ont tendance à surestimer les vitesses du vent
La vitesse du vent a tendance à augmenter avec l’altitude
• Exemples de bons potentiels
Régions côtières
Crêtes de longues pentes
Cols
Terrains découverts
Vallées où le vent s’engouffre
• Typiquement plus venteux… venteux…
En hiver qu’en été
Le jour que la nuit
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Coû Coûts d’ d’une centrale éolienne • Parcs éoliens
1 500 $/kW installé
Exploitation et entretien : 0,01 $/kWh
Prix de vente : 0,04-0,10 $/kWh
• Éolienne unique et réseau isolé isolé
Coûts plus élevés (projets plus particuliers)
L’étude de faisabilité, le développement et l’ingénierie représentent une plus grande proportion des coûts
• Pré Prévoir de 20 à 25 % des coû coûts d’ d’investissement pour le remplacement d’ d’un composant majeur
Pales du rotor ou multiplicateur (boîte de vitesses) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Enjeux d’ d’un projet de centrale éolienne • Les coû coûts de production sont dramatiquement ré réduits par un bon potentiel éolien
Une bonne évaluation du potentiel éolien est avantageuse
• Sources additionnelles de revenus
Crédits gouvernementaux ou de l’utilité publique ou primes pour énergie verte Vente de crédits pour réductions d’émissions
• Contraintes et critè critères
Approbation environnementale
Accueil favorable de la population locale
Raccordement au réseau et capacité de transmission
• Financement, taux d’ d’inté intérêt, taux de change moné monétaire
Éolienne du parc éolien Le Nordais, Québec, Canada
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
3
Exemples : Europe et Étatstats-Unis
Centrale éolienne en ré réseau central •
La production intermittente n’ n’est pas un problè lectricité é du problème : 17 % de l’é l’électricit Danemark provient de l’é nergie éolienne l’énergie sans autre production additionnelle de réserve
•
Les projets sont rapidement ré réalisables (2 à 4 ans) et peuvent être agrandis pour ré répondre à la demande
Parc éolien côtier, Danemark
Photo : Danmarks Tekniske Universitet
•
Le terrain peut être utilisé utilisé à d’autres fins, comme l’l’agriculture
•
Des individus, des entreprises et des coopé coopératives possè possèdent et opè opèrent parfois des éoliennes uniques
Par éolien à Palm Springs, Californie, É-U Photo : Warren Gretz/ NREL Pix
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Inde et Canada
Centrale éolienne en ré réseau isolé isolé • Le coû coût du transport du diesel vers des ré régions éloigné loignées rend dispendieux la production d’é lectricité é d’électricit
Les éoliennes réduisent la consommation de diesel
• La fiabilité fiabilité et l’l’entretien sont importants Éolienne de 50 kW, Nunavut, Canada Installation d’une éolienne de 50 kW, Ouest du Bengale, Inde
Photo : Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada
Photo : Phil Owens/ Nunavut Power Corp. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Étatstats-Unis, Bré Brésil et Chili
Centrale éolienne hors ré réseau • • • •
Électricité lectricité pour de petites charges dans des ré régions venteuses hors ré réseau Un systè lectricité é durant système autonome de batteries fournit de l’é l’électricit les pé périodes de vents calmes Pompage de l’l’eau : la ré réserve d’ d’eau sert de stockage Peut être combiné combinée à une gé génératrice à combustible fossile et/ou à un champ photovoltaï photovoltaïque pour former un systè système hybride
Énergie pour une tour de télécommunication, Arizona, É-U
Photo : Southwest Windpower/ NREL Pix
Énergie pour un village éloigné, Brésil
Photo : Roger Taylor/ NREL Pix
Système hybride d’énergie éolienne, Chili
Photo : Arturo Kunstmann/ NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Modè Modèle RETScreen® pour les projets de centrale éolienne • Pouvant être utilisé utilisé partout dans le monde pour l’l’analyse de la
production énergé nergétique, des coû coûts sur le cycle de vie et des ré réductions d’émissions ’émissions de gaz à effet de serre.
Réseau central, réseau isolé et hors réseau
Éoliennes uniques ou parcs éoliens
Distribution de la vitesse du vent de type Rayleigh, Weibull ou définie par l’utilisateur
• RETScreen® nécessite seulement
1 donné donnée moyenne de vitesse du vent contre 8 760 pour les modè modèles de simulation horaires
• Non couvert actuellement :
Système autonome nécessitant un stockage © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Calculs RETScreen® : centrale éolienne
Voir le e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen® Chapitre Analyse de projets de centrale éolienne © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemple : validation du modè modèle RETScreen® pour les projets de centrale éolienne • Comparaison de RETScreen® avec le modè modèle de simulation horaire HOMER
10 éoliennes de 50 kW chacune installées à Kotzebue, Alaska
La production annuelle d’énergie estimée par RETScreen s’accorde à 1,1 % avec celle estimée par HOMER
• Comparaison de RETScreen® avec des donné données monitoré monitorées, es, pour un même systè système : Période 1998 (3 éoliennes) 19991999-2000
Énergie monitoré monitorée (MWh) MWh)
Énergie RETScreen (MWh) MWh)
271
250
1 170
1 057
Diffé Différence -8 % -10 %
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Conclusions lectricité é en ré • Les éoliennes peuvent fournir de l’é l’électricit réseau ou hors réseau partout à travers le monde
• Un bon potentiel éolien est un facteur dé déterminant pour qu’ qu’un projet ait du succè succès
• Pour des projets raccordé raccordés au ré réseau, il est important que des cré crédits de production ou des primes pour énergie verte soient disponibles
• RETScreen® calcule la production énergé nergétique annuelle, en utilisant des donné données moyennes annuelles, avec une pré précision comparable à des outils de simulation horaire
• RETScreen® permet des économies de coû coûts significatives pour la réalisation d’ d’études pré préliminaires de faisabilité faisabilité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Questions? Module Analyse de projets de centrale éolienne Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen® International
Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :
www.retscreen .net www.retscreen.net
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Module Analyse de projets de petite centrale hydroélectrique
Analyse de projets de petite centrale hydroé hydroélectrique Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies Projet de petite centrale hydroélectrique au fil de l’eau, Canada
Photo : SNC-Lavalin
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs
• Réviser les principes de base des
petites centrales hydroé hydroélectriques
• Décrire les enjeux importants
d’une analyse de projet de petite centrale hydroé hydroélectrique
• Pré Présenter le modè modèle RETScreen® pour les
projets de petite centrale hydroé hydroélectrique
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Qu’ Qu’estest-ce que les petites centrales hydroé hydroélectriques fournissent? • Électricité lectricité pour
Les réseaux centraux
Les réseaux isolés
Les systèmes hors réseau
…mais aussi…
Fiabilité
Coûts d’exploitation très bas
Diminution de l’exposition aux variations du prix de l’énergie
Photo : Robin Hughes/ PNS
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Description d’ d’une petite centrale hydroé hydroélectrique
Chute brute (m)
Débit (m3/s)
Puissance en kW ≈ 7 x Chute brute x Débit
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Projets de « petite » centrale hydroé hydroélectrique • La dé définition du terme « petite » n’est pas consacré consacrée
La grosseur d’une centrale n’est pas seulement définie par sa capacité électrique, mais aussi par l’importance de sa hauteur de chute
Micro Mini
Puissance Typique
Débit défini par RETScreen®
Diamètre de l’aube défini par RETScreen®
< 100 kW
< 0,4 m3/s
< 0,3 m
100 to 1 000 kW
Petite
0,4 à 12,8
1 to 50 MW
m3/s
> 12,8 m3/s
0,3 à 0,8 m > 0,8 m
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Types de projets de petite centrale hydroé hydroélectrique • Types de ré réseau électrique
Réseau central
Réseau isolé ou hors réseau
Projet hydroélectrique au fil de l’eau de 17,6 MW, Massachusetts, É-U
• Types d’ d’ouvrage de gé génie civil
Au fil de l’eau
Sans réservoir
La puissance varie selon le débit disponible dans la rivière : la capacité garantie est donc plus basse
Photo : PG&E National Energy Group/ Low Impact Hydropower Institute
Projet hydroélectrique au fil de l’eau de 4,3 MW, Oregon, É-U
Réservoir
Une plus grande capacité peut être garantie pendant toute l’année
De gros barrages sont souvent nécessaires
Photo : Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Composants : ouvrage de gé génie civil • Repré Représente habituellement 60 % des coû coûts d’ d’investissement • Barrage de dé dérivation
Simple barrage de dérivation de faible hauteur pour les installations au fil de l’eau
Fait de béton, bois ou maçonnerie
Les coûts du barrage peuvent à eux seuls rendre le projet non viable
• Conduite d’ d’eau
Entrée d’eau avec grille crapaudine et vanne, ainsi que canal de fuite à la sortie
Canal excavé, tunnel souterrain et/ou conduite forcée
Soupapes et vannes à l’entrée et à la sortie de la turbine pour l’entretien
Photo : Ottawa Engineering
• Centrale
Contient la ou les turbines et les équipements mécaniques et électriques © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Composants : turbine • • •
Versions ré réduites des turbines des grandes centrales Turbine Pelton
Rendement possible de 90 % Dans les installations au fil de l’l’eau le dé débit est trè très variable
La turbine utilisée doit fournir un bon rendement pour une vaste gamme de débits, sinon plusieurs turbines sont utilisées
Photo : PO Sjöman Hydrotech Consulting
Turbine Francis
• À réaction : Francis, hé hélice à pas fixe, Kaplan
Pour les hauteurs de chute faibles ou moyennes
Les turbines immergées utilisent la pression de l’eau et l’énergie cinétique
• À impulsion : Pelton, Turgo, Turgo, à impulsion radiale
Pour les hauteurs de chute élevées
Utilisent l’énergie cinétique d’un jet d’eau à haute vitesse
Photo : PO Sjöman Hydrotech Consulting © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Composants : équipements électriques et autres • Génératrice
Asynchrone
Doit fonctionner de concert avec d’autres génératrices
Utilisée pour fournir de l’électricité à un important réseau
Synchrone
Peut fonctionner isolément
Pour des installations autonomes ou en réseau isolé
• Autres équipements
Multiplicateur de vitesse pour harmoniser la vitesse de la turbine à celle de la génératrice
Soupapes, systèmes électronique de contrôle et de protection
Transformateur © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Ressource hydroé hydroélectrique mondiale • Une plus grande quantité quantité de pluie tombe sur les continents que d’eau s’ s’en évapore
• Pour des questions d’é quilibre, la pluie s’é coule d’équilibre, s’écoule vers les océ océans par les riviè rivières
Potentiel technique (TWh/an)
% Développé
Afrique
1 150
3
Asie du Sud et Moyen-Orient
2 280
8
Chine
1 920
6
Ancienne Union Soviétique
3 830
6
970
55
3 190
11
Amérique du Nord Amérique du Sud Amérique Centrale Europe
350
9
1 070
45
Australasie
200
19
Source : Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Ressource hydroé hydroélectrique du site • Particularité Particularité du site : une riviè rivière exploitable est né nécessaire!
Dénivellation sur une petite distance (hauteur de chute)
Variation acceptable du débit dans le temps : courbe de débits classés
Le débit résiduel réduit le débit disponible pour la production d’énergie
• Évaluation de la courbe
de dé débits classé classés d’ d’aprè après
Les mesures du débit à travers le temps
La superficie du bassin hydrographique au dessus du site, l’écoulement spécifique et la forme de la courbe de débits classés © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Coû Coûts d’ d’une petite centrale hydroé hydroélectrique • 75 % des coû coûts dé dépendent du site • Coû Coûts d’ d’investissement élevé levés
Toutefois, les ouvrages de génie civil et les équipements peuvent durer > 50 ans
• Coû Coûts d’ d’exploitation et d’ d’entretien trè très bas
Photo : Ottawa Engineering
Habituellement, un opérateur à temps partiel est suffisant
Des entrepreneurs venant de l’extérieur sont requis pour l’entretien périodique des gros composants
• Les projets avec une hauteur de chute élevé levée ont tendance à être moins coû coûteux
• Plage de coû coûts typiques : 1 200 $ à 6 000 $ par kW installé installé © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Enjeux d’ d’un projet de petite centrale hydroé hydroélectrique • Maintenir des coû coûts faibles en adoptant une conception simple et des structures pratiques et facile à construire
• Des structures dé déjà existantes, comme des barrages, peuvent être utilisé utilisées
• Temps de dé développement de 2 à 5 ans
Étude du potentiel et étude environnementale : approbations
• Quatre phases au travail d’ d’ingé ingénierie :
Levés de reconnaissance et études hydrologiques
Étude de préfaisabilité
Étude de faisabilité
Étape de planification et d’ingénierie
Photo : Ottawa Engineering
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Enjeux environnementaux d’ d’une petite centrale hydroé hydroélectrique • Le dé développement d’ d’une petite centrale hydroé hydroélectrique peut changer
Habitat des poissons
Esthétique du site
Utilisation à des fins de navigation et de divertissement
• Les impacts environnementaux dé dépendent du site et du type de projet :
Petite centrale au fil de l’eau où il existe déjà un barrage : impacts mineurs
Petite centrale au fil de l’eau dans un site non aménagé : construction d’un barrage de dérivation requis
Développement de réservoir de stockage d’eau : impacts importants qui augmentent avec la grosseur du projet © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Slovaquie, Canada et Étatstats-Unis
Petite centrale hydro en ré réseau central • Lorsque le dé débit le permet les projets au fil
Petite centrale hydroélectrique, Sud-est américain, É-U
de l’l’eau alimenteront le ré réseau électrique
• Les Services publics ou les producteurs
d’électricit é indé ’électricité indépendants (avec un CAÉ CAÉ à long terme) seront proprié propriétaires Photo : CHI Energy
2,3 MW, 2 Turbines, Jasenie, Slovaquie
Photo : Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse
Petite centrale hydroélectrique, Terre-Neuve, Canada
Photo : CHI Energy
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Exemples : Étatstats-Unis et Chine
Petite centrale hydro en ré réseau isolé isolé Génératrices d’une petite centrale hydroélectrique, Chine
• Communauté Communautés éloigné loignées • Résidences et industries isolé isolées
Photo : International Network on Small Hydro Power
• Prix de vente de l’é lectricité é l’électricit plus élevé levé
• Normalement les projets au Petite centrale hydroélectrique de 800 kW à King Cove, village de 700 personnes Photo : Duane Hippe/ NREL Pix
fil de l’l’eau né nécessitent un systè système d’ d’appoint et peuvent avoir un dé débit excé excédentaire à la demande © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Modè Modèle RETScreen® pour les projets de petite centrale hydroé hydroélectrique • Pouvant être utilisé utilisé partout dans le monde pour l’l’analyse de la production énergé nergétique, des coû coûts sur le cycle de vie et des réductions d’é missions de gaz à effet de serre. d’émissions
Réseau central, réseau isolé et hors réseau
Micro-centrale à turbine unique à petite-centrale à turbines multiples
Méthode de calcul des coûts par formules
• Non couvert actuellement :
Variations saisonnières dans la charge des réseaux isolés
Variations de la hauteur de chute dans les projets avec réservoir (l’utilisateur doit fournir une valeur moyenne)
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Calculs RETScreen® : petite centrale hydroé hydroélectrique
Voir le e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen® Chapitre Analyse de projets de petite centrale hydroélectrique
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Exemple : validation du modè modèle RETScreen® pour les projets de petite centrale hydroé hydroélectrique • Rendement d’ d’une turbine
Comparaison avec les données mesurées par le manufacturier pour une turbine Francis de 7 MW de Alsthom
• Puissance installé installée et fournie
Comparaison des données avec HydrA, pour un site en Écosse
Les résultats des mesures et de la simulation sont à 6,5 % près
• Méthode de calcul des coû coûts par formules
Une comparaison démontre que les coûts sont à 11 % près de ceux évalués par la méthode de calcul des coûts détaillée de RETScreen®, pour un projet de 6 MW à Terre-Neuve © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Conclusions • Les projets de petite centrale hydroé hydroélectrique (jusqu’à (jusqu’à 50 MW) peuvent fournir de l’é lectricité é pour les ré l’électricit réseaux centraux ou isolé isolés et les systè systèmes hors ré réseau
• Projets au fil de l’l’eau :
Coûts plus bas et moins d’impacts environnementaux
Nécessitent toutefois un système d’appoint en réseau isolé
• Coû Coûts d’ d’investissement élevé levés dont 75 % dé dépendent du site • RETScreen® évalue la puissance installé installée, garantie et fournie ainsi que les coû coûts en se basant sur les caracté caractéristiques du site tel que la courbe de dé débits classé classés et la hauteur de chute
• RETScreen® permet des économies de coû coûts significatives pour la réalisation d’ d’études pré préliminaires de faisabilité faisabilité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Questions? Questions? Module Analyse de projets de petite centrale hydroélectrique Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen® International
Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :
www.retscreen .net www.retscreen.net
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Module Analyse de projets d’installation photovoltaïque
Analyse de projets d’installation photovoltaï photovoltaïque Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies
Installation photovoltaïque sur un centre de recherche national, Québec, Canada
Photo : Centre de la technologie de l’énergie de CANMET - Varennes
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs • Réviser les principes de base des installations photovoltaï photovoltaïques
• Décrire les enjeux importants
d’une analyse de projet d’ d’installation photovoltaï photovoltaïque
• Pré Présenter le modè modèle RETScreen pour les ®
projets d’ d’installation photovoltaï photovoltaïque
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Qu’ Qu’estest-ce que les installations PV fournissent? • Électricité lectricité (CA/CC)
Système d’éclairage solaire pour une maison, Ouest du Bengale, Inde
• Pompage de l’l’eau …mais aussi…
Fiabilité
Simplicité
Système modulaire
Image
Silence Photos : Harin Ullal (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
1
Composants d’ d’une installation PV • Modules • Stockage : batteries, réservoir
• Conditionneur d’é nergie d’énergie
Onduleur
Contrôleur de charge
Redresseur
Convertisseur CC à CC
Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
• Autres gé génératrices : diesel/essence, éolienne • Pompe © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Systè Systèmes raccordé raccordés au ré réseau • Inté Intégration du PV
Distribué
Centralisé
• Types de ré réseau
Central
Isolé
• Ne sont
habituellement pas rentables sans subventions
Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Systè Systèmes hors ré réseau • Configuration
Autonome
Hybride
• Souvent trè très rentable
De petites charges sont préférables (< 10 kWp)
Coût d’investissement plus bas que le coût de l’extension du réseau
Coût d’exploitation et d’entretien plus bas que celui de génératrices et de
Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
batteries non rechargeables © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Systè Systèmes de pompage de l’ l’eau • Caté Catégorie spé spéciale de systè système hors ré réseau
• Souvent rentable
Abreuvoir à bétail
Alimentation en eau d’un village
Alimentation en eau sanitaire
Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Ressource solaire • 1 Wp de PV = 800 à 2 000 Wh par anné année
Latitude
Ennuagement
• La ressource solaire hivernale est
critique pour les systè systèmes hors ré réseau
Angles d’inclinaison plus grands (latitude +15º)
Systèmes hybrides
• La ressource solaire annuelle est critique pour
Photo : Environnement Canada
les systè systèmes raccordé raccordés au ré réseau
Systèmes de poursuite solaire lorsqu’il y a une forte proportion de rayonnement solaire direct © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Corré Corrélation entre la charge et l’énergie solaire Positive
Négative
• Corré Corrélation saisonniè saisonnière Irrigation Chalet Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Photo : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)
• Corré Corrélation diurne Positive,
Nulle
nulle et négative
Photo : BP Solarex (NREL PIX) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2004.
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Exemples de coû coûts de systè systèmes PV
Maison raccordée au réseau, 1 kW (38º N, Californie)
Système hybride hors réseau de télécommunication, 2,5 kW (50º S, Argentine)
Champ Batterie Des.&Install Génératrice Source d’énergie Exploitation Divers
Champ Onduleur Installation Divers
Énergie = 1,6 MWh/an
Énergie = 5 MWh/an, (PV=50 %)
Coût = 0,35 $/kWh
Coût = 2,70 $/kWh
Coût du réseau = 0,08 $/kWh
Coût génératrice/batterie = 4,00 $/kWh © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Enjeux d’ d’un projet d’ d’installation photovoltaï photovoltaïque • Distance du ré réseau électrique • Coû Coût d’ d’une visite des lieux • Coû Coûts de l’l’exploitation et de
• Aspect social • Valeurs intangibles
l’entretien
• Fiabilité Fiabilité par rapport au coû coût • Gérer les attentes
Image
Bénéfices environnementaux
Réduction du bruit et de la pollution visuelle
Modularité et simplicité du système
Station de relais NorthwesTel Mountaintop, Nord de la Colombie-Britannique, Canada
Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Tibet, Botswana, Swaziland et Kenya
Lanterne solaire et systè systèmes PV ré résidentiels
• Le coû coût de l’l’extension du ré réseau est prohibitif • Petites charges
Batik réalisé à des fins éducatives
Système solaire résidentiel
• Entretien local • Simple • Fiable
Photo : Frank Van Der Vleuten (Renewable Energy World)
Maison du personnel médical
Photo : Energy Research Center of the Netherlands
Photo : Vadim Belotserkovsky
Photo : Simon Tsuo (NREL PIX)
Système solaire résidentiel
Photo : Energy Research Center of the Netherlands © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
4
Exemples : Finlande et Canada
Maisons et chalets en ré régions isolé isolées • Systè Système modulaire
Chalet
Maison
• Simple • Réduction du bruit • Aucune
ligne électrique
Photo : Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates)
Photo : Vadim Belotserkovsky
Système hybride
• Chalet :
corré corrélation entre la charge et la saison
• Maison habité habitée à l’anné année : systè systèmes hybrides
Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Maroc et Bré Brésil
Systè Systèmes hybrides pour l’ l’alimentation de villages
• Le coû coût de l’l’extension du ré réseau est prohibitif • Le coû coût du diesel et de l’l’entretien des gé génératrices est élevé levé • Les aspects humains
Attentes
Gestion de la demande
Impact social
Village
Collège rural
Photo : BP Solarex (NREL PIX)
Photo : Roger Taylor (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Antarctique et Canada
Systè Système industriel : té télécommunication et systè système de contrôle
• Sites trè très isolé isolés…
Coûts d’exploitation et entretien
Génératrice et installation PV complémentaire
• …et aussi… aussi…
Système de contrôle sismique Photo : Northern Power Systems (NREL PIX)
sites prè près du ré réseau électrique… lectrique…
Coût du transformateur
Peut être réutilisé ailleurs
Plus fiable que le réseau électrique
Contrôle d’une tête de puits de gaz Photo : Soltek Solar Energy
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Exemples : Suisse et Japon
Bâtiments raccordé raccordés au ré réseau avec systè système PV
• Habituellement non rentable sans subventions
• Motivé Motivé par :
Couverture de toit fait de PV
Image
Bénéfices environnementaux
Stimulation du marché
Photo : Atlantis Solar Systeme AG
• Les engagements à long terme des
fabricants, des gouvernements et des services publics ont amené amené des réductions de coû coûts
PV intégré au vitrage d’un immeuble à bureaux Photo : Solar Design Associates (IEA PVPS) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Inde et Étatstats-Unis
Systè Systèmes PV de pompage de l’ l’eau • Rentable lorsque hors ré réseau
Eau sanitaire
• Corré Corrélation de la charge
Stockage dans un réservoir d’eau
Corrélation entre la charge et la saison
• Amé Améliore la qualité qualité de l’l’eau • Pratique
Système d’abreuvoir à bétail
• Fiable • Simple Photo : Jerry Anderson, Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)
Photo : Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Modè Modèle RETScreen® pour les projets d’installation photovoltaï photovoltaïque • Pouvant être utilisé utilisé partout dans le monde pour l’l’analyse de la
production énergé nergétique, des coû coûts sur le cycle de vie et des ré réductions d’émissions ’émissions de gaz à effet de serre.
Raccordé au réseau (central ou isolé)
Hors réseau (PV/batterie ou PV/batterie/génératrice)
Pompage de l’eau
• RETScreen® nécessite seulement 12 points de donné données contre 8 760 pour les modè modèles de simulation horaire
• Non couvert actuellement :
Systèmes de concentrateurs
Calculs de probabilité de perte de charge © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Calculs RETScreen® : installation photovoltaï photovoltaïque
Voir le e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen® Chapitre Analyse de projet d’installation photovoltaïque © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemple : validation du modè modèle RETScreen® pour les projets d’ d’installation PV
• Systè Système hybride PV/gé PV/génératrice/batterie en Argentine comparé comparé au modè modèle de simulation horaire HOMER
Charge de 500 WCA Champ PV de 1 kWp, batterie de 60 kWh, génératrice de 7,5 kW, onduleur de 1 kW
Comparaison de la production d’énergie PV calculée par RETScreen et par Homer
Comparaison de la consommation en carburant du groupe électrogène par RETScreen et par Homer © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Conclusions • Systè lectricité é en ré Systèmes PV pour la production d’é d’électricit réseau, hors réseau et pour le pompage de l’l’eau
• La ressource solaire est bonne partout dans le monde
Systèmes PV installés dans tous les climats
• Coû Coûts d’ d’investissement élevé levés
Applications hors réseau rentables
Subventions nécessaires pour les applications raccordées au réseau
• RETScreen® calcule la production énergé nergétique annuelle, en
utilisant des donné données de ressource mensuelles, donnant des résultats d’ d’une pré précision comparable à des outils de simulation horaire
• RETScreen® permet des économies de coû coûts significatives pour la réalisation d’ d’études pré préliminaires de faisabilité faisabilité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
7
Questions? Module Analyse de projets d’installation photovoltaïque Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen® International
Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :
www.retscreen.net
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Module Analyse de projets de cogénération
Analyse de projets de cogé cogénération Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies
Centrale électrique Photo : Warren Gretz, DOE/NREL PIX © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Objectifs
• Réviser les principes de base des systè systèmes de cogé cogénération • Décrire les enjeux importants dans l’l’analyse des projets de cogé cogénération ® • Pré Présenter le modè modèle RETScreen pour les projets de cogé cogénération ®
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Que produisent les systè systèmes de cogé cogénération ? • •
Électricité lectricité Chaleur Bâtiments
Centrale électrique à la biomasse, USA
Communautés Procédés industriels
…mais aussi…
•
Un meilleur rendement
•
Une diminution des dé déchets et des émissions
•
Une diminution des pertes de transport et de distribution
•
L’opportunité opportunité de mettre en place des ré réseaux énergé nergétiques urbains
•
La climatisation (froid)
Photo : Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
1
Inté Intérêt des systè systèmes de cogé cogénération •
Les systè lectricité é systèmes centralisé centralisés de production d’é d’électricit sont gé généralement inefficaces 50 à 65 % de l’énergie est gaspillée en chaleur Cette chaleur peut-être utilisée dans les procédés industriels, le chauffage des locaux et de l’eau, la climatisation, etc.
•
Habituellement, l’électricit é ’électricité a plus de valeur que la chaleur
Schéma modifié en fonction des données de base de la World Alliance for Decentralized Energy; unités en TWh © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Concept de la cogé cogénération • Produire simultané simultanément un minimum de deux formes d’énergie nergie ’énergie à partir d’ d’une seule source primaire d’é d’énergie • Habituellement, utilisation de la chaleur perdue en provenance des centrales de production d’é lectricité é d’électricit
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Description de la cogé cogénération : équipements et technologies •
Équipement de production d’é lectricité é d’électricit
•
Turbine à gaz Turbine à vapeur Turbine à gaz – cycle combiné Moteur à piston Pile à combustible, etc.
Équipement de chauffage Récupérateur de chaleur Chaudière / Fournaise / Brûleur Pompe à chaleur, etc.
•
Turbine à gaz Photo : Rolls-Royce plc
Équipement de production de froid Compresseur Refroidisseur à absorption Pompe à chaleur, etc. Équipement de production de froid Photo : Urban Ziegler, NRCan © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
2
Description de la cogé cogénération : combustibles •
Combustibles fossiles Gaz naturel Diesel (mazout #2) Charbon, etc.
•
Combustibles renouvelables Résidus de bois Biogaz Résidus agricoles Cultures à vocation énergétique, etc. Bagasse Gaz d’enfouissement
•
Géothermie
•
Hydrogè Hydrogène, etc.
Cogénération à partir de la biomasse Photo : Warren Gretz, DOE/NREL
Geyser (Géothermie)
Photo : Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Description de la cogé cogénération : applications • Bâtiments individuels
Cogénération au Kitchener City Hall
• Commercial et industriel • Groupes de bâtiments • Réseaux énergé nergétiques urbains (p. ex. communauté communautés) • Procé Procédés industriels Photo : Urban Ziegler, NRCan
Réseau de chauffage collectif de cogénération au gaz d’enfouissement, Suède
Micro turbine à gaz pour serre Photo : Urban Ziegler, NRCan
Photo : Urban Ziegler, NRCan © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Description de la cogé cogénération : systè systèmes énergé nergétiques collectifs • La chaleur d’ d’une centrale de cogé cogénération peutpeut-être distribué distribuée aux bâtiments localisé localisés à proximité proximité pour le chauffage et la climatisation Des tuyaux d’acier isolés sont enterrés entre 0,6 et 0,8 m sous terre
• Avantages par comparaison aux bâtiments ayant leur propre centrale : Meilleur rendement Contrôle centralisé des émissions Sécurité Confort Commodité de l’exploitation
• Habituellement, le coû coût d’investissement est plus élevé levé
Tuyaux d’un réseau d’eau chaude
Centrale d’un réseau énergétique urbain Photo : SweHeat
Photo : SweHeat
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
3
Coû Coûts des systè systèmes de cogé cogénération •
Coû Coûts trè très variables
•
Coû Coûts d’ d’investissement Équipement de production d’électricité Équipement de chauffage Équipement de climatisation Ligne électrique Chemins d’accès Tuyauterie du réseaux d’énergie
•
Coû Coûts ré récurrents Combustible Exploitation et entretien Remplacement & réparation des équipements © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Paramè Paramètres clé clés des projets de cogé cogénération •
L’approvisionnement en combustible doit être fiable à long terme
•
Les coû coûts d’ d’investissement doivent rester pré prévisibles
•
Un « client » pour la chaleur et l’é lectricité é est indispensable l’électricit La vente d’électricité au réseau doit-être négociée, si tout n’est pas consommé sur place
•
La capacité capacité est habituellement dé déterminé terminée par la charge en chauffage de base (c.(c.-à-d. la charge de chauffage minimale en conditions normales d’ d’opé opération) Généralement, la production de chaleur représente de 100 à 200 % de la production d’électricité La chaleur peut-être utilisée pour la production de froid en utilisant des refroidisseurs à absorption
•
Le risque associé cart de prix futurs entre associé à l’incertitude sur l’é l’écart l’électricit é et le gaz naturel doit’électricité doit-être gé géré adé adéquatement © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Exemple : Canada
Bâtiments individuels • Bâtiments requé requérant chauffage, climatisation et une source fiable de production d’é lectricité é d’électricit Hôpitaux, écoles, bâtiments commerciaux, bâtiments agricoles, etc.
Moteur à piston Photo : GE Jenbacher
Hôpital, Ontario, Canada Photo : GE Jenbacher
Récupérateur de chaleur sur gaz d’échappement de bouilloire Photo : GE Jenbacher © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
4
Exemples : Suè Suède et USA
Groupe de bâtiments • Groupes de bâtiments desservis par une centrale électrique produisant aussi de la chaleur et/ou du froid Universités, complexes commerciaux, communautés, hôpitaux, complexes industriels, etc. Réseaux énergétiques urbains
Centrale de système énergétique collectif
Photo : SweHeat
Turbine à gaz au MIT, Cambridge, Mass. USA © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Exemple : Bré Brésil
Procé Procédés industriels • Les industries à consommation constante et importante de chaleur et/ou de froid constituent des industries cibles en cogé cogénération
Bagasse pour le procédé industriel d’un moulin au Brésil
Photo : Ralph Overend/ NREL Pix
• Ceci est aussi applicable aux industries qui produisent des ré résidus utilisables pour produire de la chaleur et de l’é lectricité é l’électricit © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Exemples : Canada et Suè Suède
Gaz d'enfouissement •
Les sites d’ d’enfouissement produisent du mé méthane par décomposition des dé déchets
•
Ce combustible peutpeut-être utilisé utilisé pour la production d’é lectricité é, d’électricit de chaleur et/ou de froid
Système de collection/ valorisation de gaz d’enfouissement Séchage et
Vapeur
Procédés
refroidissement Système de collection
Compresseur Filtre
Électricité
Torche Schéma : Gaz Métro
Réseau de chauffage urbain de cogénération au gaz d’enfouissement, Suède Photo : Urban Ziegler, NRCan © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
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Modè Modèle RETScreen pour les projets de cogé cogénération ®
•
Pouvant être utilisé utilisé partout dans le monde pour l’l’analyse de la production énergé nergétique, des coû coûts sur le cycle de vie et des émissions de gaz à effet de serre Climatisation, chauffage, électricité, et toutes leurs combinaisons Turbines à gaz et à vapeur, moteurs à piston, piles à combustible, bouilloires, compresseurs, etc. Gamme étendue de combustibles, allant des combustibles fossiles à la biomasse et la géothermie Intégration de diverses stratégies d’opération Outil de prévision des gaz d’enfouissement Réseaux énergétiques urbains
• Inclut aussi : Plusieurs langues et devises monétaires, le choix des unités et d’outils optionnels
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RETScreen cogé cogénération ®
• Capacité Capacité d’évaluer ’évaluer divers types de projets Chauffage seulement Électricité seulement Climatisation seulement Cogénération chaleur et électricité Cogénération froid et électricité Cogénération chaleur et froid Trigénération froid, chaleur et électricité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
RETScreen cogé cogénération : systè systèmes de chauffage ®
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RETScreen cogé cogénération : systè systèmes de climatisation ®
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RETScreen cogé cogénération : systè lectricité é systèmes de production d’é d’électricit ®
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Calculs RETScreen cogé cogénération
®
Voir e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen®
Organigramme simplifié simplifié du modè modèle énergé nergétique de cogé cogénération
Chapitre Analyse de projets de cogénération
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7
® Exemple : validation du modè modèle RETScreen pour les projets de cogé cogénération ®
•
Validation gé générale par une firme de consultants indé indépendants (FVB Energy Inc.) et par de nombreux bêtabêta-testeurs en provenance de l’industrie, d’ lectricité é, de gouvernements et d’entreprises d’é d’électricit du milieu acadé académique
•
Comparaison excellente avec plusieurs autres modè modèles ou donné données mesuré mesurées (p. ex. les calculs de performance de turbines à vapeur ont été
comparé comparés avec les ré résultats du logiciel de simulation de procé procédé énergé nergétique GateCycle de GE Energy) Comparaison des calculs de performance de turbines à vapeur Simulation Débit à l’entrée, P, T Kpph/psia/F
Débit à la sortie, P, T Kpph/psia/F
Débit extrait, P, T Kpph/psia/F
Rendement énergétique
Puissance prédite par GateCycle
Puissance prédite par RETScreen 3,883
1
50/1000/750
40/14/210
10/60/293
80%
3,896
2
50/1000/545
50/60/293
0
80%
2,396
2,404
3
50/450/457
50/60/293
0
80%
1,805
1,827
4
50/450/457
50/14.7/212
0
81%
2,913
2,915
Kpph = 1000 lbs/hr
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Conclusions
• Les systè systèmes de cogé cogénération permettent une utilisation efficace de la chaleur qui est gé généralement gaspillé gaspillée • RETScreen calcule les courbes classé classées de la demande et de la charge, l’é nergie fournie et la consommation en l’énergie combustible pour diverses combinaisons de chauffage, de climatisation et/ lectricité é en utilisant et/ou de production d’é d’électricit un minimum de donné données • RETScreen permet d’ d’obtenir des économies de coû coûts significatives pour la ré tudes réalisation d’é d’études pré préliminaire de faisabilité faisabilité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2005
Questions ? Module Analyse de projets de cogénération ® Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen International
Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :
www.retscreen.net
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Module Analyse de projets de chauffage à la biomasse
Analyse de projets de chauffage à la biomasse Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies Système de chauffage urbain à la biomasse, Suède
Photo : Bioenerginovator
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs • Réviser les principes du du chauffage à la biomasse
• Pré Présenter les enjeux importants
d’une analyse de projet de chauffage à la biomasse
• Pré Présenter le modè modèle RETScreen® pour les projets de chauffage à la biomasse
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Qu’ Qu’estest-ce que les systè systèmes de chauffage à la biomasse fournissent? • Du chauffage pour
Bâtiments
Communautés
Procédés industriels
Chauffage urbain produit à l’aide de graine de colza, Allemagne
…mais aussi…
Création d’emplois
Utilisation des déchets
Une opportunité de bénéficier du chauffage urbain et de la récupération thermique
Photo : Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
1
Description d’ d’un systè système de chauffage à la biomasse • Systè Système de chauffage
Système de récupération thermique
Chaudière à la biomasse pour la demande de base
Système de chauffage de pointe
Système optionnel de chauffage de secours
Rebuts de bois de faible diamètre mis en ballots, Finlande
• Systè Système de distribution de la chaleur
Approvisionnement en eau chaude, retour d’eau fraîche
Pour un bâtiment seul ou un système de chauffage urbain
Photo : Bioenergia Suomessa
• Approvisionnement en combustible
Réception de la biomasse, entreposage et transport
Typiquement, un transfert automatique se fait entre le réservoir de combustible et la chambre de combustion © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Description d’ d’un systè système de chauffage à la biomasse (suite)
Diagramme : Les petites installations de chauffage à la biomasse : Guide de l’acheteur, RNCan
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Systè Système de chauffage de pointe vs systè système de base Les systè systèmes à la biomasse peuvent être dimensionné dimensionnés pour :
•
•
Charge de pointe
Utilisation maximale de biocombustibles et utilisation minimale de combustibles fossiles
Système plus gros et plus coûteux
Le rendement est plus faible lorsque la chaudière n’opère pas à sa puissance nominale
Charge de base
Opère près de la puissance nominale, donc le rendement est élevé
Coût d’immobilisation beaucoup plus bas
Un système conventionnel est requis pour la charge de pointe
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
2
Systè Système de chauffage urbain • Le chauffage produit par la centrale thermique peut être distribu distribué à un groupe de bâtiments, pour le chauffage de l’l’air et de l’l’eau sanitaire
Des tuyaux isolés en acier sont enfouis de 0,6 à 0,8 mètre sous terre
• Avantages par rapport à des systè systèmes individuels pour chaque bâtiment :
Meilleur rendement Moins d’émissions
Sécurité
Tuyaux d’eau chaude d’un réseau urbain de chauffage
Centrale de chauffage urbain
Confort Commodité de l’exploitation
• Coû Coûts d’ d’investissement élevé levés • Demande plus d’ d’attention que
les systè systèmes aux combustibles fossiles
Photo : SweHeat
Photo : SweHeat
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Biocombustibles • Les biocombustibles
Bois utilisé comme biocombustible
(matiè (matières premiè premières) incluent
Bois et résidus de bois (fragments, sciure, granules, copeaux)
Résidus de l’agriculture (paille, écales, déchets de soie, litière animale et fumier)
Cultures énergétiques (peupliers, panic raide, saules)
Résidus urbains solides
Photo : ECOMatters Inc
Coquilles de noix comme biocombustible
• Enjeux importants de la matiè matière premiè première
Pouvoir calorifique et teneur en humidité
Fiabilité, sécurité et stabilité du prix d’approvisionnement
Transport et entreposage
Photo : Warren Gretz/ NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Incidences environnementales des biocombustibles • Si ré récolté colté selon les principes du
Copeaux de bois
développement durable :
Production nette nulle de gaz à effet de serre
• Une faible teneur en sulfure ré réduit les pluies acides
Photo : Bioenerginovator
• Émissions locales de polluants dans l’l’air
Particules en suspension (suie)
Polluants gazeux
Trace de substances cancérigènes
Peut être sujet à une réglementation
Bagasse Photo : Warren Gretz/NREL Pix © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
3
Exemples de coû coûts de systè systèmes de chauffage à la biomasse
• Un systè système de 150 kW qui
chauffe un bâtiment de 800 m2 :
• Coû Coûts d’ d’investissement élevé levés, mais des coû coûts de combustibles potentiellement bas :
Mazout
Copeaux de bois
Coû Coûts d’investissement
21 000 $
80 000 $
Exploitation et entretien annuel
1 000 $
8 000 $
Combustible annuel
18 000 $
1 700 $
Prix
Coût de chauffage ($/GJ)
0,08 $/kWh
22,50
Propane
0,40 $/L
15,60
Mazout
0,30 $/L
8,50
Gaz
0,20 $/m3
5,80
Résidus de moulin
10 $/tonne
1,70
Copeaux d’ d’arbres
40 $/tonne
6,70
Électricité lectricité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Enjeux d’ d’un projet de chauffage à la biomasse • Disponibilité Disponibilité, qualité qualité et coû coût de la biomasse par rapport aux combustibles fossiles
Utilisations non énergétiques prévues de la biomasse (ex. : pulpe à papier)
Contrats à long terme
• Espace disponible pour la livraison et l’l’entreposage du combustible, et pour une grosse chaudiè chaudière
• Nécessite un opé opérateur fiable et dé dédié dié
Besoin en biocombustible; enlèvement des cendres
• Réglementation environnementale sur la qualité qualité de l’l’air et la faç façon de disposer de la cendre
• Problè Problèmes d’ d’assurance et de sé sécurité curité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Autriche, Allemagne et Slové Slovénie
Centrales thermiques utilisant la biomasse Distributeur automatique de matières premières
• Regroupement de bâtiments incluant des écoles, des hôpitaux et des groupes de résidences
Chauffage urbain aux combustibles fossiles maintenant converti à la biomasse, Slovénie
Chaudière au bois
Photo : Centrales Agrar-RohstoffMarketing-und Entwicklungs-Netzwerk
Photo : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
4
Exemple : Canada
Bâtiments de type institutionnel et commercial
• Des bâtiments individuels peuvent produire leur propre chauffage à partir de la biomasse
Institutionnel : écoles, hôpitaux, édifices municipaux
Commercial : magasins, garages, etc.
Petit système commercial de chauffage à la biomasse, Canada Photo : Grove Wood Heat
Photo : ECOMatters Inc.
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemples : Bré Brésil et Étatstats-Unis
Chauffage de procé procédé • Souvent utilisé utilisé là où la biomasse est produite et le chauffage de procé procédé est requis
Moulins à scie, usines de sucre et d’alcool, manufactures de meubles et sites de séchage pour les procédés d’agriculture
Canne à sucre pour le chauffage de procédé, Hawaii
Bagasse pour le chauffage de procédé dans un moulin, Brésil
Photo : Warren Gretz/ NREL Pix
Photo : Ralph Overend/ NREL Pix
Intérieur d’une chambre à combustion
Photo : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Modè Modèle RETScreen® pour les projets de chauffage à la biomasse • Pouvant être utilisé utilisé partout dans le monde pour l’l’analyse de la production énergé nergétique, des coû coûts sur le cycle de vie et des réductions d’é missions de gaz à effet de serre. d’émissions
Des bâtiments individuels aux grands regroupements avec chauffage urbain
Biomasse, pointe, chauffage de secours et récupération thermique
Dimensionnement et coût d’un réseau de tuyaux de distribution
• Non couvert actuellement :
Chauffage urbain de grande envergure (>2,5 MW)
Utiliser à la place le modèle Cogénération © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
5
Calculs RETScreen® : chauffage à la biomasse
Voir le e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen® Chapitre Analyse de projets de chauffage à la biomasse
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Exemple : validation du modè modèle RETScreen® pour les projets de chauffage à la biomasse • Calcul de la courbe de charge classé classée
Comparé au modèle suédois DD-IL pour 4 villes en Europe et en Amérique du Nord
• Dimensionnement
des tuyaux du ré réseau de chauffage urbain
De bons résultats ressortent de la comparaison avec le programme ABB R22
Courbe de charge classée pour Upsala, Suède % de la demande de pointe
100 80 RETScreen DD-IL
60 40 20 0 0
2 000
4 000 6 000 Nombre d’heures
8 000
• Pouvoir calorifique du bois
Comparé à 87 échantillons d’écorce de bois de l’Est du Canada L’estimation de RETScreen® pour les déchets de bois est à 5 % près des données des échantillons © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Conclusions • Les coû nergie de chauffage à la biomasse peuvent coûts de l’é l’énergie être beaucoup plus bas que les coû coûts de chauffage avec un systè système conventionnel, même en considé considérant que les coû û ts d’ ’ investissement des systè è co d syst mes à la biomasse sont plus élevé levés
• En utilisant un minimum de donné données d’ d’entré entrée, RETScreen® calcule la courbe de charge classé classée, la puissance de chauffage à la biomasse et de pointe requise et la dimension des tuyaux du ré réseau de chauffage urbain
• RETScreen® permet des économies de coû coûts significatives pour la ré réalisation d’ d’études pré préliminaires de faisabilité faisabilité
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Questions? Module Analyse de projets de chauffage à la biomasse Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen® International
Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :
www.retscreen.net
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
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Module Analyse de projets de chauffage solaire de l’air
Analyse de projets de chauffage solaire de l’ l’air Cours d’ nergies propres d’analyse de projets d’é d’énergies Système industriel de chauffage solaire de l’air, Québec, Canada
Photo : Conserval Engineering
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Objectifs
• Réviser les principes de base d’ d’un systè système de chauffage solaire de l’l’air (CSA)
• Pré Présenter les enjeux importants d’ d’une analyse de projet de CSA
• Pré Présenter le modè modèle RETScreen® pour les projets de CSA
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Qu’ Qu’estest-ce que les systè systèmes de CSA fournissent? • Chauffage de l’l’air de
École, Yellowknife, Canada
ventilation
• Chauffage de l’l’air de procé procédé …mais aussi…
Revêtement
Réduction des pertes de chaleur à travers les murs
Réduction de la stratification
Meilleure qualité de l’air
Réduction des problèmes de pression négative
Capteur solaire Photo : Arctic Energy Alliance
Photo : Enermodal Engineering © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
1
Fonctionnement d’un systè système de CSA 1. La plaque perforé perforée absorbe l’énergie ’énergie solaire 2. Le ventilateur aspire l’l’air au travers du capteur solaire et du collecteur d’ d’air en auvent 3. Le systè système de ré régulation contrôle la tempé température
Registres
Chauffage auxiliaire
4. L’air est distribué distribué dans le bâtiment 5. Les pertes de chaleur dans le mur sont ré récupé cupérées 6. Déstratification 7. Registre pour la prise directe d’ d’air neuf en été © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Systè Systèmes de CSA commerciaux et ré résidentiels • Deux types de systè systèmes
Ventilation seulement (immeubles résidentiels et écoles)
Chauffage, climatisation et ventilation avec de 10 à 20 % d’air frais
• Les capteurs du CSA se raccordent aux ventilateurs et aux gaines de distribution conventionnels
• Chauffage conventionnel ajouté ajouté au besoin
• Pas de dé déstratification • Cycle de recirculation permettant d’augmenter l’apport d’air frais
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
Systè Systèmes de CSA industriels • Pour la ventilation dans les usines, les entrepôts, etc. • Des gaines de distribution souples perforé perforées distribuent l’l’air au niveau du plafond
• Le contrôle de la
tempé température se fait par un mé mélange d’ d’air frais et d’ d’air recirculé recirculé, le mé mélange sera chauffé chauffé si né nécessaire
• Déstratification : l’l’air frais est mé mélangé langé à l’air au niveau du plafond puis redescend
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
2
Systè Système de CSA pour le chauffage de l’ l’air de procé procédé • Les capteurs peuvent être installé installés sur n’ n’importe quelle surface convenable
• Des gaines de distribution relient la sortie d’ d’air du capteur au procé procédé
Abris pour le séchage du thé, Java Ouest, Indonésie
• La tempé température peut être ré régulé gulée par Système de chauffage conventionnel Registre pour prise directe d’air
• Séchage des ré récoltes Requiert de basses températures pour éviter l’endommagement des récoltes
Photo : Conserval Engineering
• Pré Préchauffage de l’l’air pour les procé procédés industriels © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.
kWh par jour sur le plan des capteurs
Ressource solaire vs demande en chauffage de l’ l’air de ventilation Iqaluit, Canada, 64º N
Lanzhou, Chine, 36º N
6
6
4
4 2
2 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
1
12
2
3
4
5
6
7
Moscou, Russie, 55º N
Jakarta, Indonésie, 6º S
6
6
4
4
2
8
9
10
11
12
8
9
10
11
12
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Buffalo, É.-U., 43º N 4 2 0 1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
Les mois ayant une température moyenne
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