TP7 : Etude de rentabilite d un panneau solaire
Mise en situation
Le travail de ce TP se déroule en groupe.
Temps alloué : 4h
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Référentiel
A1 Analyser le besoin.
A2 Analyse système : chaine énergie
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Un particulier habitant une maison à Mulhouse désire faire une étude de rentabilité. Il veut installer des panneaux solaires photovoltaïques sur son toit pour diminuer sa facture d’électricité et avoir un rôle actif dans la protection de l’environnement. Il veut savoir si les panneaux solaires couvriront sa consommation et connaître la durée d’amortissement.
Il veut savoir aussi s’il vaut mieux être autonome (batteries) ou revendre sa production à l’EDF.
| 1. Situation de la maison
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L’orientation d’un panneau solaire photovoltaïque est important, ainsi que son inclinaison
Q0 Quelle est l’orientation et l’inclinaison optimales d’un panneau solaire (recherche internet).
Le pan optimal du toit qui pourrait recevoir les panneaux a une longueur de 8.7m et une largeur (au sol) de 5.7m. La hauteur entre la partie basse et la partie haute du toit est de 1.52m.
Q1.1 Quelle est l’orientation de la maison ? (Aidez-vous de google earth chemin des Bûcherons)
Q1.2 Calculer l’inclinaison du toit.
Q1.3 Calculer la surface totale du pan du toit recevant le paneau solaire. (attention, calculer d’abord la largeur réelle du toit et non la mesure prise au sol)
| 2. Consommation électrique
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La maison est à tout électrique (chauffage, ECS, lumière, cuisine…). L’EDF propose un tarif bleu qui comprend deux périodes. La consommation de la maison est donnée dans le tableau ci-dessous :
| En kWh |
21/07 au 19/09 |
20/09 au 19/11/2015 |
20/11/15 au 20/01/16 |
21/01 au 20/03/16 |
21/03 au 20/05/16 |
21/05 au 20/07/16 |
21/07 au 19/09/16 |
20/09 au 19/11/16 |
| HC |
228 |
832 |
1585 |
1834 |
1283 |
233 |
226 |
823 |
| HP |
172 |
246 |
155 |
181 |
282 |
141 |
159 |
246 |
Q2.1 Que veut dire HC et HP ?
Q2.2 Quelle sont les périodes dans la journée des HC ?
Q2.3 Pourquoi faire une différence entre HP et HC ?
Q2.4 Faîte un graphe (batons excel par exemple) de la consommation annuelle.
Q2.5 En déduire ce qui consomme le plus, l’utilisation la plus énergivore.
Q2.6 Calculer la consommation annuelle des HP, HC et totale.
Q2.7 Calculer la consommation moyenne journalière.
Q2.8 Calculer sa consommation annuelle équivalente en énergie primaire (trouver sur internet le coefficient adéquat).
Q2.9 Pourquoi faut-il convertir en énergie primaire ?
Q2.10 La maison fait 90m². Combien consomme-elle en kWh_ep /m^2.an .Dans quelle classe se trouve la maison ?
En vous aidant de la facture détaillée (document) du mois de décembre 2016 :
Q3.1 Quelle est le prix unitaire HT et TTC du kWh HC et HP ?
Q3.2 Pourquoi y a-t-il une différence de prix ?
Q3.3 Calculer le prix TTC de la consommation électrique de l’année.
Q3.4 Au prix du kWh, se rajoute deux taxes (TCFE et CSPE), rajouter ces deux taxes au prix TTC global de la consommation annuelle.
Q3.5 Calculer le prix annuel TTC de l’abonnement et de la contribution CTA.
Q3.6 Calculer le prix de revient total annuel TTC de la part de l’électricité pour la maison.
| 4. Estimation du coût d’une installation d’un panneau solaire
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En vous aidant du document de l’Ademe (produire-electricite-grace-energie-solaire.pdf) :
Document Ademe
Q4.1 Qu’est-ce que l’Ademe ?
Q4.2 Quel est le coût par kW d’une installation matériel et pose intégré au bâti ?
Q4.3 Quelle est la puissance nominale des panneaux pour ne pas être imposable ?
Q4.4 Quelle est la surface nécessaire pour cette puissance ? Notre maison convient-elle ?
Q4.5 Il y a trois possibilités d’utiliser l’électricité du panneau solaire : consommation immédiate, stockage, injection dans le réseau EDF. Expliquer les trois solutions en précisant le type de courant (continu-alternatif). Donner les inconvénients et avantages de chaque solution. Quelle est pour vous la meilleure ?
Q4.6 Qu’est-ce qu’un onduleur ?
Q4.7 Quelle est la durée de vie d’un onduleur et son prix de changement ?
Q4.8 Combien est facturé l’utilisation du réseau électrique par an (TURPE) ?
Q4.9 Une installation a une durée de vie de 20ans en moyenne. Calculer son prix sur 20ans en prenant en compte tous les paramètres vus juste au-dessus.
Q4.10 Trouver un professionnel RGE proche de Mulhouse pour effectuer un devis.
5. Aide et réduction d’impôts :
(Ademe, Alme, Anah, exonération impot service 0810467687)
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En vous aidant du document fourni (guide-aides-financieres-renovation-habitat-2016), donner toutes les réductions d’impôts possibles
Aides financières
| 6. Rentabilité de l’installation
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Il y a trois possibilités d’utiliser la production électrique des panneaux solaires (p18-19)
Q6.1 Quels sont les prix de revente à l’EDF ?
Rachat électricité
Q6.2 Le plus rentable est une installation intégrée au bâti. Est-ce possible pour notre maison ?
Q6.3 En vous aidant du
Calculateur, donner la production annuelle en KWh de l'installation.
Q6.4 En combien de temps peut-on amortir l’installation dans les trois solutions de prix de vente?
Q6.5 Conclusion
Faîtes la même étude pour voir si la pose de panneaux solaires photovoltaïque est envisageable chez vous.
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