Dimensionner/Réaliser

Situations d'Apprentissage et d'Evaluation (S4)

En quoi chacune des Situations d'Apprentissage et d'évaluation s'inscrit dans ce bloc de compétence ?

Lors de la SAé 4.01, qui portait sur le dimmensionnement du lot CVC-plomberie-sanitaires ainsi que d'une centrale photovoltaïque, nous avions à dimensionner :

• Des forages géothermiques pour les pompes à chaleur

• La ventilation (débits, dimensions de gaine)

• Une centrale photovoltaïque (avec une estimation du productible, d'autoconsommation, et d'autoproduction)

• Des panneaux solaires thermiques (avec réalisation d'un schéma de principe, un dimensionnement de l'appoint, et d'une pompe de bouclage)

Pour ce projet, j'ai été chargé de dimensionner les débits de ventilation (vérification, et modification si non-conforme), ainsi que de trouver une variante pour la centrale photovoltaïque. 

Débits de ventilation

Avant d'expliquer la méthode utilisée, il me paraît important de rappeler les hypothèses qui ont été émises sur la ventilation de ce projet :

• CTA en 100% Air Neuf, c'est à dire qu'elle ne recycle pas l'air extrait pour en ré-insuffler une partie

• WC PMR cloisonnés par rapport aux autres WC collectifs

• Débits calculés en fonction du nombre de casiers ou de bureaux dans la pièce

Dans le "pack de démarrage" de la SAé, on nous a transmis un plan d'exploitation, avec des débits déjà calculés, et le diamètres des gaines respectifs. En fonction de nos hypothèses, les débits n'étaient pas corrects, de même pour leur diamètres. 

Il a donc fallu les recalculer, pour cela j'ai utilisé le RSDT (Règlement Sanitaire Départemental Type) du département en question (ici il s'agit de la Haute-Garonne). 

Ces tableaux nous indiquent les débits minimaux d'air neuf à insuffler dans les différentes pièces en fonction de leur fonction. 

On part du principe que le débit d'extraction sera le même que celui-du soufflage.

Dans le cas des "bains, douches et cabinets d'aisance groupés", un "N" correspond à un poste, c'est-à-dire un point d'eau. Par exemple un lave-main correspond à un poste. 

Une fois les débits re-déterminés, il nous faut donc re-déterminer les diamètres de gaines, pour que la vitesse à l'intérieur de celle-ci n'excède pas 4 m/s. Pour cela, j'ai mis au point un tableur déterminant pour un débit, la vitesse en gaine en fonction d'une multitude de diamètres.

Centrale photovoltaïque

Pour rappeler les consignes de dimensionnement, nous devions utiliser des composants d'autres fabricants que Longi Solar et Solaredge. 

Le bâtiment demande une puissance de 26 kWc. 

Pour chercher des autres fabricants de panneaux solaires et d'onduleurs, je me suis rendu sur le site www.allo.solar. J'y ai trouvé un panneau solaire de 430 Wc, de la marque Trinasolar. Il a l'avantage de posséder la technologie N-Type, qui garantit de bonnes performances même avec un ciel nuageux. 

On peut aussi noter que sa puissance crête est supérieure à ceux qui étaient présents dans les calculs précédents. Ainsi, il est donc possible de mettre moins de panneaux, pour obtenir la même puissance. 

Cependant, nous allons recouvrir tout l'espace disponible, de sorte à produire un maximum, quitte à avoir de l'énergie en excès. 

L'espace disponible représente 70 panneaux, soit 3 boucles de 20 panneaux, et une boucle de 10 panneaux. 

Pour rendre toute l'installation fonctionnelle, il va nous falloir un onduleur, qui va transformer le courant continu (DC) en courant alternatif (AC). L'onduleur choisi devra aussi jouer le rôle de MPPT, qui va adapter automatiquement la tension et l'intensité de la boucle, pour obtenir le meilleur rendement des panneaux, et par conséquent la meilleure puissance possible. 

L'onduleur choisi est de marque Huawei. Il peut supporter jusqu'a 37,5 kWc de panneaux photovoltaïques, et prpose une sortie en 25kW triphasée.  Il a une capacité de 3 chaînes par MPPT, et possède 2 MPPT. Son efficacité est de 98,2 %. 

Pour les 3 chaines de 20 panneaux, nous aurons une tension de 864 V, et un courant par chaîne de 9,96 A, soit 29,88 A au total.  

Pour la chaîne de 10 panneaux, nous aurons une tension de 432 V, et une tension de 9,96 A. 

Sur cette installation, le triphasé sera utilisé par la pompe à chaleur, mais pour les prises murales classique, seule une phase sera utilisée. 

En prenant en compte l'efficacité de l'onduleur et un fonctionnement à leur maximum des panneaux photovoltaïques, l'installation sera capable de produire 29,56 kWc. 

La part d'auto-consommation sera donc de 88%, c'est-à-dire que par rapport à l'énergie produite, l'énergie produite est inférieure. 

La part d'auto-production est de 113%, c'est-à-dire que 100% des besoins du bâtiments sont couverts par la centrale PV, et qu'un excédent est produit, qui pourra soit être revendu à EDF, ou alors stocké grâce à des batteries (non-dimensionnées ici).