25 avril 2013

Poêle à bois hydro + solaire thermique : une combinaison gagnante

poele hydro

Les poêles à bois hydro (souvent appelés aussi poêles bouilleurs) permettent d'utiliser une partie de la chaleur de la combustion du bois pour produire de l'eau chaude afin d'alimenter un réseau de chauffage central et également de produire de l'eau chaude sanitaire. 

 

Ce principe permet de palier à deux inconvénients importants du chauffage au bois :

- l'eau chaude est accumulée dans un ballon tampon, ce qui permet de stocker le surplus de chaleur produite et de le restituer plus tard, afin de chauffer le bâtiment même quand le poêle est éteint. Celà compense donc le problème de l'intermitence du chauffage au bois.

- l'eau chaude est distribuée via le réseau de chauffage central existant, afin de distribuer la chaleur dans toutes les pièces. Celà compense le problème de difficulté à diffuser la chaleur émise par un poêle à bois classique.

Combiner ce système avec des panneaux solaires thermiques a du sens : étant donné que l'on a déjà besoin d'un ballon tampon pour le poêle hydro, on peut venir raccorder des panneaux solaires sur ce même ballon. Les panneaux solaires fourniront l'eau chaude sanitaire en été, ainsi qu'une partie du chauffage en hiver et aux entre saisons par temps ensoleillé. Par temps couvert, le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire seront assurés par le poêle. Un appoint électrique est prévu dans le ballon tampon, à moins que l'on ne couple égallement une chaudière d'appoint au ballon tampon.

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14 avril 2013

Comparatif des prix de l'énergie

Il n'est pas toujours facile de comparer les prix des énergies pour le chauffage car ces prix ne sont jamais exprimés dans les mêmes unités. Euros par litres, par m³, par stères, ... Difficile de s'y retrouver.

Voici donc un tableau comparatif donnant les prix des différentes énergies dans une unité commune, les €/kWh PCI.

Ce prix est ensuite converti en €/kWh utile en prenant en compte le rendement annuel moyen du système de chauffage (chaudière, réseau de distribution ...)

Un classement est effectué du kWh utile le moins cher au plus cher.

France :

Energie

Prix unité usuelle

Prix €/kWh PCI

Générateur

Rendement global sur PCI

Prix €/kWh utile

Electricité

0.12 €/kWh

0.120

Pompe à chaleur géothermique

350%

0.034

Bois

70 €/stère

0.035

Poêle ou chaudière à bois

80%

0.044

Electricité

0.12 €/kWh

0.120

Pompe à chaleur aérothermique

250%

0.048

Pellets

0.28 €/kg

0.056

Poêle ou chaudière  à pellet

90%

0.062

Gaz

0.65 €/kWh PCS

0.072

Chaudière condensation

97%

0.074

Gaz

0.65 €/kWh PCS

0.072

Chaudière classique

85%

0.850

Fioul

0.90 €/L

0.090

Chaudière condensation

95%

0.095

Fioul

0.90 €/L

0.090

Chaudière classique

80%

0.113

Electricité

0.12 €/kWh

0.120

Radiateurs/ convecteurs

100%

0.120

Belgique :

Energie

Prix unité usuelle

Prix €/kWh PCI

Générateur

Rendement global sur PCI

Prix €/kWh utile

Bois

70 €/stère

0.035

Poêle ou chaudière à bois

80%

0.044

Electricité

0.18 €/kWh

0.180

Pompe à chaleur géothermique

350%

0.051

Pellets

0.28 €/kg

0.056

Poêle ou chaudière  à pellet

90%

0.062

Electricité

0.18 €/kWh

0.180

Pompe à chaleur aérothermique

250%

0.072

Gaz

0.65 €/kWh PCS

0.072

Chaudière condensation

97%

0.074

Gaz

0.65 €/kWh PCS

0.072

Chaudière classique

85%

0.850

Fioul

0.90 €/L

0.090

Chaudière condensation

95%

0.095

Fioul

0.90 €/L

0.090

Chaudière classique

80%

0.113

Electricité

0.18 €/kWh

0.180

Radiateurs/ convecteurs

100%

0.180

 

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21 mai 2011

Le chauffage par poêle ou insert au bois

flammesAvec la hausse du coût des énergies fossiles, le bois énergie revient sur le devant de la scène. Ce mode de chauffage permet en effet de réduire sa facture énergétique tout en apportant l'agrément et la convivialité du spectacle des flammes dans le cas des poêles et inserts.

Dans le cas de maisons très basse énergie ou passives, l'excellente isolation du bâtiment peut permettre de se passer de l'installation d'un coûteux système de chauffage, le poêle à bois étant alors suffisant pour chauffer tout le bâtiment. 

Cependant, l'utilisation du bois ne sera intéressante économiquement et écologiquement que sous certaines conditions.

Les feux ouverts sont a proscrire, sauf pour une utilisation très ponctuelle : en effet, ces cheminées ont un très faible rendement (de l'ordre de 20%) et émettent dans l'atmosphère quantités de polluants et surtout de particules fines nocives.

Un appareil fermé de conception moderne est à utiliser. Les bons appareils sont munis d'une porte bien étanche, d'une chambre de combustion favorisant les hautes températures, et d'arrivées d'air maitrisées en différents points : une arrivée d'air venant du haut de la vitre alimente efficacement les flammes tout en permettant de garder la vitre propre. En outre, une arrivée d'air à la base des flammes permet la combustion des braises et un allumage aisé des bûches. Parfois, des arrivées d'air dit secondaire, situées au dessus des bûches, permettent de compléter la combustion des gaz.

De plus, le mode d'utilisation de l'appareil influence grandement ses performances. Il faut donc utiliser du bois bien sec (2 à 3 années de séchage). Les bûches doivent être refendues et ne pas être trop grosses. Il faut égallement éviter de faire fonctionner son appareil à allure trop réduite, car ses performance sont alors dégradées. C'est pourquoi il est important de préférer un appareil de faible puissance (donc souvent égallement de petites dimensions) mais de le faire fonctionner à sa puissance nominale, plutôt que de choisir un appareil trop gros et trop puissant, qui devra être utilisé à allure très réduite pour éviter les surchauffes.

Avec un appareil moderne et bien utilisé, on obtient des rendements énergétiques de l'ordre de 80% et des émissions de polluants et de particules très faibles, tout en gardant une vitre et un conduit de cheminée propres. 

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24 janvier 2009

Le Miscanthus

 

temporaire2Si actuellement le bois énergie est souvent issu de la récupération de déchets, il pourrait à l’avenir faire de plus en plus l’objet de cultures dédiées. Pour de telles cultures énergétiques, ce sont les taillis à croissance rapide ou encore le miscanthus qui offrent les meilleurs rendements à l’hectare. De plus, ces plantes possèdent des propriétés de dépollution des sols, et ne nécessitent aucun engrais chimique.

 

 

 

 Miscanthus ; récolte tous les ans (source ARDN) : 

-  Coût de revient des copeaux : environ 15€/MWh ; il peuvent également être transformés en granulés.

- Ratio énergie produite/énergie nécessaire (machines de récolte, …) : 32 

- 15 à 20 t/ha/an 

- PCI 4600 kWh/tonne à environ 20% d’humidité

- Environ 83 MWh/ha/an 

-  Rendement énergétique du la cellule solaire équivalente :

On peut considérer une culture énergétique comme une grande cellule solaire : l’irradiance solaire étant d’environ 1220 kWh/m²/an pour cette localisation géographique, on peut calculer le rendement énergétique d’une telle cellule : 0,68% ; un champ de panneaux photovoltaïques aurait quant à lui un rendement d’environ 5% (valeur issue des caractéristiques des centrales solaires construites par BP Solar ; les modules ont un rendement d’environ 15% mais ont un certain espacement). 

- La consommation française de chauffage (énergie finale) des secteurs résidentiel et tertiaire s’élevait en 2003 à 420 TWh. A 83 MWh/ha/an, une plantation de miscanthus de 5 millions d’hectare suffirait donc à couvrir la totalité de ces besoins. La surface agricole utile en France étant de 29 millions d’hectare, cela représenterait 17% de cette surface. Même s’il n’est pas question de considérer ces cultures énergétiques comme unique solution en terme d’énergie renouvelable, ces ordres de grandeurs montrent le très important potentiel de production énergétique de ces cultures.

Production d'électricité ou cogénération à partir du Miscanthus, comparé à d'autres energies renouvelables :

Le tableau ci-dessous compare la culture énergétique de miscanthus, en terme de coût de revient du MWh produit et de MWh produit par unité de surface, à deux autres filières d’énergie renouvelable : l’éolien et le solaire photovoltaïque.

temporaire

 

 

 

1: source INES, irradiance solaire 1220 kWh/m²/an, rendement global centrale solaire 5%, durée de vie 20 ans 

2 : source SFP, éoliennes de 2,5 MW, disponibilité 30%, espacement 360 m, durée de vie 20 ans 

3 : premier chiffre MWh électrique pour un rendement électrique de 33% ; chiffre entre parenthèses MWh thermique ; coût fonctionnement centrale thermique hors combustible : 10€/MWhe (source commission européenne)

On constate que même si la production à l’hectare du miscanthus est très inférieure à celle possible avec l’éolien ou le solaire, son coût de revient est sensiblement plus faible, même en production d’électricité seule. De plus, cette filière présente l’avantage d’une énergie stockable et capable de répondre aux variations de la demande du réseau électrique, contrairement aux énergies solaire et éolienne qui sont intermittentes.

Dossier rédigé par Jean-Dominique Thomassin et François Didier, Ecole Nationale d'Ingénieurs de Metz

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