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Installation de solaire thermique pour la production d'eau chaude sanitaire (ECS) en logement collectif

Version Contributeur Date Modifications
V1 V. Borie 26/03/2025 Création

Objectifs du document

Ce document vient décrire l'action « Installation solaire thermique Eau Chaude Sanitaire sur logement collectif » afin de comprendre les paramétrages et les impacts suscités. A travers une explication de la méthodologie de calcul, les hypothèses et les références utilisées dans cette action seront discutées.

L'action en bref

Schéma de fonctionnement du solaire thermique pour pour ECS en logement collectif
Schéma de fonctionnement du solaire thermique pour pour ECS en logement collectif
Schéma de fonctionnement du solaire thermique pour la production pour ECS en logement collectif

1 - Description de l'action

L'objectif de cette action est de permettre à l'utilisateur de simuler l'installation de capteurs de chaleur solaire sur toiture sur le territoire pour lequel est appliquée la stratégie territoriale. L'installation de solaire thermique permet ici de produire de l'eau chaude sanitaire dans le cas d'un logement collectif. Elle se distingue de l'autre action de solaire thermique qui elle est une installation combinée permettant à la fois la production d'eau chaude sanitaire et le chauffage du logement. Les impacts sont calculés en fonction du nombre de bâtiments équipés et de la surface équipée de capteurs par bâtiment, ainsi que d'autres paramètres dont certains peuvent être modifiés par l'utilisateur. Bien que l'action puisse avoir d'autres conséquences sur le territoire, TerriSTORY® simule en l'état les impacts suivants :

  • La quantité d'énergie produite par l'installation (en GWh) ;

  • Les retombées socio-économiques estimées (méthodologie détaillée à venir) :

    • Emplois générés ;

    • Valeur ajoutée ;

    • Investissement ;

  • La baisse estimée de la facture énergétique du territoire ;

  • Les retombées fiscales directes pour les territoires, liées à son installation et exploitation.

2 - Paramètres de l'action

2.1 - Paramètres d'entrée

L'action a pour paramètres d'entrée le nombre de bâtiments collectifs équipés et la surface de capteurs par bâtiment (en m²). Pour chaque année, l'utilisateur peut entrer le nombre de bâtiments collectifs équipés sur l'année en question avec la surface de capteurs par bâtiment ; toutes les entrées sont par défaut nulles (cf. Figure ci-dessous).

Paramètres d'entrée du solaire thermique combiné
Paramètres d'entrée du solaire thermique pour ECS en logement collectif

La valeur saisie correspond au nombre de bâtiments nouvellement équipés sur l'année, et non pas au total de bâtiments équipés. Les capteurs sont considérés intégralement installés à l'année où ils ont été saisis, c'est elle qui est prise en compte comme première année d'exploitation. Par exemple, 10 bâtiments collectifs ont été équipés de 30 m² de capteurs en 2027. Cela représente un total de 300 m² de capteurs. Puis, 50 m² de capteurs ont été ajoutés sur 20 nouveaux bâtiments collectifs en 2030. A partir de l'année 2030 incluse, on a un total de 30 bâtiments collectifs équipés d'une surface totale de 1300 m² de capteurs en activité sur le territoire à l'étude.

2.2 - Paramètres avancés

Les paramètres avancés peuvent être modifiés par l'utilisateur. Une valeur est renseignée par défaut qui ne tient pas forcément compte des spécificités du territoire et des projets envisagés. Pour cette action, un seul paramètre est disponible : le rendement ECS (Eau Chaude Sanitaire) exprimé en %.

Maquette du paramétrage avancé de l'action

Le rendement ECS entre en jeu dans l'estimation de la quantité d'énergie produite et de la baisse de la facture énergétique.

Paramètres économiques

Les paramètres économiques permettent d'estimer la part captée par le territoire dans les investissements réalisés pour cette action et de donner un ordre de grandeur des emplois bruts créés par la mise en œuvre de l'action. Les secteurs suivants sont considérés pour cette action :

Grandes phases projet Maillon détaillé Secteur NAF associé
Distribution équipement Marges commerce et transport Commerce de gros (commerce interentreprises) de fournitures pour la plomberie et le chauffage
Fabrication équipement Equipement et matériel annexe Fabrication d'équipements aérauliques et frigorifiques industriels
Fabrication équipement Système solaire (capteur, structure et stockage) Fabrication de tubes, tuyaux, profilés creux et accessoires correspondants en acier
Ingénierie BE et monitoring Ingénierie BE Ingénierie, études techniques
Ingénierie BE et monitoring Monitoring Ingénierie, études techniques
Installation système Pose du système Travaux d'installation d'équipements thermiques et de climatisation
Phase de production Exploitation / Maintenance Réparation d'équipements électriques

Autres paramètres utilisés

Plusieurs autres paramètres sont utilisés pour les calculs liés à cette action :

  • Le prix de l'électricité (en k€/GWh, sans prospective) estimé à partir de la dernière année entrée dans TerriSTORY® (actuellement 2022).

  • Le prix du fioul (en k€/GWh, sans prospective) estimé à partir de la dernière année entrée dans TerriSTORY® (actuellement 2022).

  • Le prix de la biomasse (en k€/GWh, sans prospective) estimé à partir de la dernière année entrée dans TerriSTORY® (actuellement 2022).

  • La consommation ECS en électricité exprimée en GWh et issue des indicateurs de TerriSTORY®.

  • La consommation ECS en fioul exprimée en GWh et issue des indicateurs de TerriSTORY®.

  • La consommation ECS en biomasse exprimée en GWh et issue des indicateurs de TerriSTORY®.

  • L'irradiation globale estimée localement par TerriSTORY®.

Ces paramètres ne sont pas modifiables par l'utilisateur et s'appuient sur différentes sources référencées en 4 - Sources des données.

3 - Méthodologie de calcul

Méthodologie de calcul du solaire thermique pour l'ECS en logement collectif
Méthodologie de calcul du solaire thermique pour l'ECS en logement collectif

Note : les changements d'ordres de grandeur d'unités (MW en GW par exemple) qui ont lieu à différentes étapes des calculs n'apparaissent que sous la forme d'un facteur multiplicateur.

3.1 - Production d'énergie et baisse de la facture

La quantité d'énergie produite chaque année est calculée selon la formule suivante :

\[Energie\ produite\ \lbrack GWh\rbrack = Surface\ de\ capteurs\ totale \times Irradiation\ globale \times Rendement\ ECS \times 10^{-9}\]

Où la surface de capteurs totale correspond à la somme des surfaces de capteurs installés chaque année précédente.

Avec

\[Surface\ de\ capteurs\ totale\ \left\lbrack m^{2} \right\rbrack = Nombre\ de\ bâtiments\ équipés\ \times \ Surface\ de\ capteurs\ par\ bâtiment\lbrack m^{2}\rbrack\]

La baisse de la facture énergétique du territoire - exprimée en k€ - est ensuite estimée ainsi :

\[Baisse\ de\ la\ facture\ = Energie\ produite \times Prix\ global\ ECS\]

Avec le prix global ECS - exprimée en k€ / GWh :

\(Prix\ global\ ECS\ = \frac{Dépense\ globale}{Consommation\ globale\ ECS}\)

Où la dépense globale ECS (en k€) est déterminée par la somme des produits de la consommation ECS par le prix associé pour l'électricité, le fioul et la biomasse. Et la consommation globale ECS correspond à la somme des consommations ECS pour l'électricité, le fioul et la biomasse.

3.2 - Emissions évitées

Elles ne sont pour l'instant plus calculées dans l'outil.

3.3 - Retombées fiscales estimées

Les installations de solaire thermique se trouvent en toiture, donc aucune taxe liée à une emprise au sol ne s'applique comme la taxe foncière ou la taxe d'aménagement. La CFE est déterminée sur la base de la taxe foncière, comme cette dernière ne s'applique pas, il n'y a donc pas de CFE. Enfin, les unités de solaire thermique sont le plus souvent pour des particuliers (seulement pour de l'autoconsommation) car la production n'est pas suffisante pour une revente au réseau. L'IFER ne s'applique alors pas dans ce cas. Finalement, aucune retombée fiscale ne s'applique dans la cadre d'une installation solaire thermique.

4 - Sources des données

Plusieurs types de données sont utilisés pour estimer les impacts de cette action :

  • Le paramètre avancé par défaut, le rendement ECS, provient d'une estimation de l'Agence internationale de l'énergie (IEA)

  • Les prix de l'électricité en résidentiel, du fioul en résidentiel et de la biomasse proviennent du bilan énergétique de la France, produit annuellement par le SDES (Service des Données et Etudes Statistiques).

  • Les données territoriales : ici, l'irradiation globale, qui provient des données du PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System). Les consommations ECS associées à l'électricité, le fioul et la biomasse sont issues des indicateurs disponibles sur TerriSTORY®.