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Pourquoi suivre une installation solaire thermique
Un projet en solaire thermique collectif ne s'arrête pas à la mise en service de l'installation.
Comme le rappelle l'ensemble des outils SOCOL, et notamment le guide du commissionnement (avec la Mise en Service Dynamique, MESDyn), une installation doit avant tout être bien conçue et dimensionnée, puis mise en œuvre par un professionnel qualifié et aboutir à une mise en service dynamique documentée. Ensuite commence la vie de l'ouvrage, qui pourra garantir une production d'eau chaude sanitaire solaire pendant des décennies en étant entretenue et suivie par un professionnel compétent.
Une installation solaire, aussi bien appréhendée, conçue et installée soit-elle, peut se voir contrariée par des aléas durant son existence. Une baisse de consommation d'eau chaude sanitaire (ECS), un organe défaillant ou usé prématurément… peuvent impacter les performances sans que l'usager (ou le maître d'ouvrage) ne s'en aperçoive. L'appoint étant toujours positionné en aval du système solaire, celui-ci assure en permanence la fourniture de chaleur.
Une défaillance aura donc en priorité pour conséquence d'augmenter les consommations de l'appoint, mais également le risque de dégradation et d'usure de ce dernier.
Le suivi est le seul moyen de garantir le bon fonctionnement de l'installation sur la durée et de mener une exploitation cohérente avec la technologie et les économies générées. Il faut donc adapter le suivi à la taille de l'installation et aux attentes du maître d'ouvrage.
On distingue trois fonctions de suivi, qui répondent à trois objectifs complémentaires. Certains outils répondent à un seul objectif, d'autres à plusieurs.
| Niveau de surveillance | Description | Fonctionnalités et actions | Conditions / recommandations |
|---|---|---|---|
| 1. Alerte | Être informé en cas de dysfonctionnement de l'installation. | Détection de non-fonctionnement (voyant rouge, SMS/e-mail automatique). | Recommandé au minimum par SOCOL, complété par un suivi simplifié ou détaillé selon la taille de l'installation. |
| 2. Suivi simplifié | Suivi de la performance énergétique mensuelle. | Bilans énergétiques mensuels : a) performance (chaleur solaire utile, productivité capteur) ; b) qualité de fonctionnement (comparaison avec la valeur théorique). | Peut être réalisé par le maître d'ouvrage s'il dispose des compétences nécessaires : suivi manuel ou télésuivi avec compteurs communicants. |
| 3. Suivi détaillé | Suivi approfondi avec diagnostic à distance. | Bilans énergétiques complets ; collecte automatique des données (télésuivi) ; intervention à distance sur la régulation. | Permet d'ajuster les paramètres ou de résoudre temporairement un problème avant une intervention de maintenance. |
Nomenclature des grandeurs énergétiques
| Position | Rôle | Valeurs |
|---|---|---|
| 1re lettre | Définit la notion d'énergie | Q |
| 2e lettre | Qualifie le « générateur » | App appoint · S solaire · Pr pertes |
| 3e lettre | Précise le type de mesure | U utile |
| Terme | Abréviation |
|---|---|
| Solaire | S |
| Appoint | App |
| Utile | U |
| Pertes thermiques | Pr |
| ECS | ECS |
| Bouclage | Bcl |
| Piscine | Pis |
| Chauffage | Ch |
| Symbole | Définition |
|---|---|
| Qapp | Énergie d'appoint |
| QSU ecs | Énergie solaire utile pour l'ECS |
| QSU bcl | Énergie solaire utile au bouclage |
| QSU pis | Énergie solaire utile au chauffage du bassin de la piscine |
| Qpr bcl | Pertes du bouclage |
| Qch | Énergie livrée au chauffage |
| Qsol | Énergie solaire transmise à l'échangeur solaire (selon la RE2020) |
| Qpr app | Pertes de l'appoint |
| Fsol | Fraction solaire ou taux de couverture solaire (part du solaire dans les besoins) = ESU / Qecs |
| Fpac | Part de la production thermique assurée par la PAC |
| QPacSol | Énergie thermique fournie par le condenseur de la PAC et envoyée vers le ballon de préchauffage |
| WPacSol | Énergie électrique consommée par la PAC |
Notions préalables
Q = chaleur · E = énergie primaire
Selon l'EN 12977
P = puissance · Q = énergie
Selon l'EN 15316-3 / -4
Q = chaleur · W = consommation électrique
Nomenclature EN 52000-1 (symboles, unités, indices)
Métrologie minimale pour les bilans énergétiques
Le matériel de suivi à mettre en place (nombre et emplacement des compteurs) dépend principalement de deux paramètres : la position de l'appoint (intégré au ballon solaire ou séparé) et la présence ou non d'un bouclage sur le ballon solaire. On peut ainsi définir quelques schémas-types, correspondant aux différentes configurations d'instrumentation et d'exploitation des mesures.
Deux types de compteurs sont utilisés :
- Compteur d'énergie thermique : deux sondes de température (une chaude, une froide), un compteur volumétrique V et un module de calcul C1. Il fournit l'énergie (E1) et le volume (V1) qui a traversé le compteur.
- Compteur électrique : il fournit uniquement une énergie (E1).
L'énergie est systématiquement relevée. Le volume d'eau ne l'est que sur le compteur placé sur le réseau d'eau sanitaire, en entrée du stock solaire.
Un compteur d'énergie sur l'eau sanitaire aux bornes du ou des ballons solaires.
Besoins ECS : on calcule l'écart de température moyen mensuel entre entrée et sortie du ballon solaire, car l'eau du ballon peut être plus chaude que la consigne d'appoint.
Énergie solaire utile
Schéma disponible dans le classeur Excel, onglet Glossaire.
1 compteur d'énergie sur l'eau sanitaire + 1 compteur d'énergie d'appoint (électrique ou hydraulique) + 1 compteur sur le bouclage.
- Besoins ECS : BECS = E1
- Énergie d'appoint totale : Eapp = E2
- Pertes de bouclage : Pbou = E3
N : jours dans le mois · Tecs : consigne d'appoint (°C) · Tlocal : température du local (°C) · D : déperditions du ballon (W/K) · Vapp : volume chauffé par l'appoint (L) · Vn : capacité nominale (L).
1 compteur d'énergie sur l'eau sanitaire (mitigeur compris) + 1 compteur sur la part du retour de bouclage passant par le ballon solaire.
Pour comparer avec un calcul SOLO, déduire les pertes de bouclage E2 de l'énergie solaire utile théorique : Euth = EuthSOLO − E2. Cela vérifie le bon fonctionnement global, même avec des pertes E2 importantes.
Schéma disponible dans le classeur Excel, onglet Glossaire.
1 compteur d'énergie sur l'eau sanitaire + 1 compteur sur la partie du bouclage passant par le ballon solaire. C2 doit être réversible : il compte E2 quand tout se passe comme prévu, et E'2 en cas de dysfonctionnement de la récupération d'énergie solaire par le bouclage.
L'énergie solaire qui compense les pertes de bouclage fait partie de l'énergie solaire utile :
1 compteur d'énergie sur l'eau sanitaire.
Tableau de bord de suivi, installation solaire thermique collective
Renseignez d'abord, dans le classeur Excel, la dénomination de l'opération : objet (solaire collectif, agricole, tertiaire, industriel), lieu (ville et département) et numéro de convention, puis le maître d'ouvrage, le correspondant ADEME et le responsable du suivi.
Quel tableau de suivi remplir ?
| Type d'installation | Tableau |
|---|---|
| Production ECS ou SSC, appoint séparé, avec ou sans bouclage | Suivi TYPE 1 |
| Production ECS ou SSC, appoint intégré, sans bouclage | Suivi TYPE 2 |
| Production ECS ou SSC, appoint intégré, avec bouclage | Suivi TYPE 3 |
| PAC solaire ECS | Suivi TYPE 4 |
Codes couleur du classeur
- Relevés d'index à remplir obligatoirement
- Relevés d'index à remplir le cas échéant
- Valeurs à reporter de l'étude de faisabilité
- Cases calculées automatiquement
Une case qui devient rouge signale une alerte.
Notice
- Le suivi peut être assuré par le maître d'ouvrage avec l'assistance de son installateur, ou par son exploitant si un contrat adapté le prévoit.
- Il est obligatoire et doit être réalisé sur une période de 24 mois minimum.
- Il est conseillé de suivre l'installation tout au long de la durée de vie des équipements afin de garantir des performances maximales.
- Les valeurs de productivité et de consommation d'eau réelles sont comparées à l'année de référence, et entre prévisionnel et réel.
- Le suivi doit permettre d'intervenir rapidement en cas d'anomalie, en faisant appel à l'installateur ou à l'exploitant.
- Si les conditions décrites en bas des tableaux donnent lieu à vérification, contactez au plus vite l'installateur ou l'exploitant.