Les résultats

Oui, ça fait plus d’un an que le capteur est en opération et oui, j’aurais pu vous donner des nouvelles plus tôt, mais bon… Disons que j’attendais d’être en mesure de comparer les factures d’Hydro-Québec avant et après l’installation du capteur. Disons aussi que tout se passe bien et que la première année de fonctionnement s’est déroulée sans problème… ou presque.

LES RÉSULTATS ATTENDUS
Dans un tableau présenté dans ce blogue le 25 janvier 2014, on retrouvait des données sur l’ensoleillement au Québec et le rendement qu’on pouvait attendre d’un capteur solaire pour chaque mois de l’année 2009. Le tableau nous indiquait, par exemple, qu’il y a eu en moyenne 105 heures d’ensoleillement au Québec au cours du mois de janvier 2009 et que le soleil permettait de générer 74 kWh pour chaque mètre carré d’un capteur. En comparaison, il y a eu en moyenne 186,5 heures d’ensoleillement en mars de la même année et un potentiel de 135 kWh pour chaque mètre carré d’un capteur.

Les données de ce tableau m’ont permis d’estimer, au moins grossièrement, le rendement que je pouvais attendre de mon capteur. J’ai pu d’abord déterminer le nombre de kWh qu’un capteur d’un mètre carré pouvait générer au Québec en 2009 pendant la période de chauffage (mi-octobre à mi-avril), soit 540 kWh. Et ensuite conclure que mon capteur de 7 mètres carrés aurait potentiellement généré environ 3780 kWh en 2009. Appliqué à l’année en cours et au tarif actuel d’Hydro-Québec (quelque 8,8 sous du kWh), cela représenterait une économie annuelle d’environ 330$ s’il n’y avait pas les pertes encourues pour amener l’air chaud du capteur jusque dans le vide sanitaire. Voilà pour les résultats prévus ! Passons maintenant aux vrais affaires…

LES RÉSULTATS SELON LES FACTURES D’HYDRO-QUÉBEC
Voici un tableau qui permet de comparer notre consommation d’électricité au cours des mois d’hiver 2013-2014 (avant l’implantation du capteur) et ceux de 2014-2015 (après sa mise en place). Dans les faits, nos factures portaient sur la période comprise entre le 23 octobre 2013 et le 30 avril 2014 (190 jours) et sur celle comprise entre le 18 octobre 2014 et le 22 avril 2015 (187 jours).

C o n s o m m a t i o n  (kWh)
Totale période Moyenne/jour
Hiver 2013-2014 (190 jours) 29210 153,7
Hiver 2014-2015 (187 jours) 25836 138,2
Variation (kWh) -15,5
Variation (%) -10,1%

Il y a donc eu une diminution de la consommation d’électricité à la suite de la mise en place du capteur solaire à l’automne 2014. Et cette diminution s’est traduite par une économie d’environ 255 $ dans les 3 factures hivernales d’Hydro-Québec. J’arrive à ce résultat en multipliant la variation de la consommation moyenne par jour (-15.5 kWh) par le nombre de jours de la période hivernale couverte par les factures (187) puis par le tarif applicable pour chaque kWh consommé (0.088 $). En passant, l’économie ne s’applique pas à la partie Redevances d’abonnement puisque celle-ci est fixe, peu importe la consommation.

En résumé, les factures d’Hydro-Québec nous indiquent qu’il y a eu une diminution de la consommation d’électricité d’environ 10 %,  principalement à la suite de l’installation du capteur solaire. J’ai bien dit principalement

D’AUTRES FACTEURS EN CAUSE
Oui, d’autres facteurs ont influencé les résultats mentionnés plus haut, des facteurs difficilement quantifiables cependant. Voici les principaux :

  1. Les températures que nous avons connues dans notre région en 2013-2014 (avant l’installation du capteur) ont été différentes de celles de 2014-2015 (après l’installation). Il s’agit là d’un facteur qui a sans doute affecté la consommation d’électricité au cours des périodes concernées.
    Je me suis inspiré d’un outil de comparaison d’Hydro-Québec pour élaborer le tableau suivant qui nous permet de relever certains écarts importants. On peut noter, par exemple, qu’il a fait moins froid en décembre 2014 comparativement à décembre 2013 mais plus froid en janvier et février 2015 comparativement à janvier et février 2014.
  2. Nous avons ajouté 1 pouce de mousse isolante sur les murs du vide sanitaire de notre résidence vers la fin décembre 2014. Cela a certainement contribué à réduire la facture d’électricité au cours du dernier hiver. De combien ? Je ne sais pas…
  3. Un autre facteur qui a contribué à réduire la facture d’électricité au cours du dernier hiver, c’est le voyage de 5 semaines que nous avons fait du début décembre 2014 jusqu’au 5 janvier 2015. Nos besoins en chauffage ont bien sûr été moins grands pendant cette absence.
  4. Vers la fin janvier 2015, j’ai fait une observation plutôt troublante. C’était le soir et il faisait moins 15 à l’extérieur. Et pourtant dans le capteur, la température atteignait 10 degré ! Oui, l’air du vide sanitaire montait à travers les conduits et venait réchauffer l’air du capteur. C’était le monde à l’envers ! Le capteur était réchauffé par le vide sanitaire ! L’installation d’un clapet dans chaque conduit a permis de corriger le problème. Mais cela a dû augmenter quelque peu la consommation d’électricité pendant une partie de la saison de chauffage l’hiver dernier.

ET LA RENTABILITÉ ?
La construction du capteur a coûté environ 2000 $. Comme le suggère les paragraphes qui précèdent, les économies anticipées devraient permettre de rentabiliser cet investissement sur une période de plus ou moins 8 ans. Ce sera évidemment plus court si Hydro-Québec continue d’augmenter ses tarifs…

Je vous reviendrai quand les données pour 2015-2016 seront disponibles. Merci de m’avoir encouragé et supporté pendant l’élaboration de ce projet. Et joyeuses fêtes !

 

 

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Construction – 9. Le contrôleur

Le contrôleur, c’est l’intelligence du système. C’est lui qui décide (selon mes consignes bien sûr…) à quel moment le ventilateur va se mettre en marche et à quel moment il va s’arrêter. Et pour ce faire, il dispose de 3 sondes qui lui transmettent en temps réel les températures dans le capteur (sonde 1), dans le vide sanitaire (sonde 2) et à l’extérieur (sonde 3).

Schéma controleurcontroleur orig

Comme on peut le voir sur le schéma et la photo montrant sa face arrière, tous les fils du système aboutissent dans le contrôleur : ceux des 3 sondes, celui qui l’alimente en courant de 115 volts, ceux qui lui permettent d’activer les ventilateurs et, comme nous le verrons plus tard, celui qui lui permet de communiquer avec mon ordinateur. Tous ces fils ont été installés la semaine dernière avec l’aide de Sophie et dans l’inconfort du vide sanitaire. Nous avons profité de cette séance de travail pour également procéder à l’installation du conduit d’une longueur de près de 60 pieds grâce auquel le système puise son air à l’extrémité sud du vide sanitaire et l’achemine jusqu’au capteur.

Voici la face apparente de ce merveilleux petit instrument avec lequel s’est déroulée la toute première expérimentation du système mercredi le 1 octobre.

Controleur 1

Cette photo a été prise sur l’heure du midi à un moment où la différence de température entre celle du capteur et celle du vide sanitaire atteignait 41,8 degrés centigrades (60,9 degrés à la sortie du capteur et 19,1 au milieu du vide sanitaire). Le contrôleur avait été programmé la veille pour que le ventilateur soit enclenché quand la différence de température atteindrait 7 degrés puis arrêté quand cette différence descendrait jusqu’à 3 degrés. Alors Irène, Sophie et moi étions devant le petit écran le lendemain matin pour s’assurer que lorsque le nombre inscrit passerait de 6,9 à 7,0, il y aurait bien le voyant de gauche qui s’allumerait pour signifier que le système était en marche. Et tout s’est déroulé comme prévu ! Avec des observations qui pouvaient surprendre, comme cette baisse de température de quelques degrés qui a suivi la mise en marche du ventilateur. Au cours de cette journée, la température maximale atteinte dans le capteur a été de 63,2 degrés. Celle du vide sanitaire, de 20,3 degrés et celle de l’extérieur, de 19,3 degrés.

Beaucoup de questions donc suite à ces premiers résultats !

Installation du module de communication avec l’ordinateur
Puis ce fut la connexion du contrôleur à mon ordinateur (communication série de type RS 485 jusqu’à un port USB du PC) et l’installation d’un système de gestion beaucoup plus convivial. Jugez-en par vous-mêmes !

 

 

Capteurajacques

Ce sont les données de ce dimanche. Il me faudra quelques semaines pour apprivoiser ce nouveau logiciel et sans doute plusieurs mois pour analyser les résultats qu’on peut en tirer. Par exemple, ces courbes des températures du capteur, du vide sanitaire et de l’extérieur que j’ai pu commander en quelques touches et qui soulèvent déjà plusieurs questions au sujet de l’efficacité du système.

2014-10-05 B

Grosse bouchée, n’est-ce pas ? Merci à tous ceux et celles qui m’ont accompagné de diverses façons au cours de cette étape de construction.

Combien a coûté ce système ? Comment mesurer son efficacité et en particulier son impact sur la facture d’électricité ? Voilà le genre de questions qui seront abordées dans les prochains articles…

À+
Jacques

 

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Construction – 8. Du capteur au vide sanitaire

La touche finale sur le capteur a été réalisée avec Serge il y a une dizaine de jours : un fascia d’aluminium installé sur les côtés et le dessus, ce qui en rehausse l’apparence et le protège contre les intempéries. Les étapes suivantes vont donc se dérouler sous la toiture (dans le garage), puis dans le vide sanitaire.

Commençons dans le garage. La première photo nous montre la disposition des 2 conduits qu’emprunte l’air du vide sanitaire pour se rendre jusqu’au capteur puis en revenir après y avoir fait le plein de chaleur. Il n’y a donc pas de problème à ce que ces 2 conduits se touchent à l’intérieur du cadre qui devra bien sûr être isolé et fermé.

Conduits garage                Ventilateur

La seconde photo nous donne un aperçu du ventilateur et de son installation. Il s’agit d’un ventilateur de type circulaire, fonctionnant en ligne et d’une capacité de 303 cfm (140 l/s). Une option permet de réduire cette capacité de 20%, mais nos premières expérimentations nous ont amenés à conclure que le système est plus efficace quand le ventilateur fonctionne à sa vitesse maximale. L’air chaud du capteur doit être déplacé le plus rapidement possible pour éviter les pertes en cours de route.

Prochaine étape : le contrôleur.

À+
Jacques

 

 

 

 

 

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Construction – 7. Installation des panneaux de polycarbonate

Le dernier article portait sur l’installation de la cage de métal, une opération que j’ai réalisée la semaine dernière avec l’aide de Pierre. Cette semaine,  C’est l’avant dernière étape de la construction du capteur : l’installation des panneaux de polycarbonate, une autre étape importante complétée aujourd’hui avec l’aide de Gilles. On peut dire qu’avec cette nouvelle couche, on se rapproche beaucoup de l’apparence finale du capteur. La photo vaut mille mots :

IMG_0145-2

En parallèle avec les travaux sur le capteur lui-même, j’ai également effectué certaines tâches qui vont permettre à l’air de circuler entre le vide sanitaire (c’est pour chauffer cet espace que le capteur est construit) et le capteur. Cela a permis une première expérience de chauffage même si les panneaux de plexi n’étaient pas encore installés. J’ai pu vérifier que l’air qui entrait dans le vide sanitaire en provenance du capteur atteignait 40 degrés centigrades… c’est à suivre !

À +
Jacques

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Construction – 6. Installation de la cage métallique

La cage de métal dans laquelle l’air va circuler est constituée de 2 tôles ondulées espacées d’un peu moins de 2 pouces. La première tôle a été déposée sur la couche de laine isolante (décrite dans l’article précédent). Comme on peut le voir sur la photo, elle n’a pas été peinte afin de favoriser la réfraction. Des tiges de métal, comme celle qu’on utilise pour les montants d’un mur, ont été fixées en bordure et au centre de cette tôle . Elles servent à délimiter les 2 canaux de circulation : l’air entre dans le capteur par le conduit situé en bas à droite, emprunte le couloir inférieur jusqu’à l’autre bout, monte et revient par le couloir supérieur et sort par le conduit situé en haut à droite.IMG_0135-2

La seconde tôle vient ensuite fermer la cage. Elle est fixée aux tiges et petites équerres métalliques qui lui donnent une certaine rigidité à la verticale (les ondulations de la tôle jouent ce rôle à l’horizontale). IMG_0137-2

Reste à la peindre en noir pour lui permettre de capter la chaleur…IMG_0142-2

À +
Jacques

 

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Construction – 5. Isolation du capteur

Les capteurs solaires sont évidemment plus efficaces quand ils sont bien isolés. Jusqu’où est-il rentable d’investir dans l’isolation d’un capteur ? Avec un climat comme celui que l’on connaît au Québec, on retrouve habituellement 2 pouces d’isolant au dos et sur les 4 côtés des capteurs à air. Cela assure une résistance thermique d’un peu moins de 10.

Notre long capteur est doté de 2 pouces d’isolant, un premier pouce constitué de panneaux d’uréthane et le second, d’une laine blanche spéciale. De fait, comme le montre la première photo, les panneaux d’uréthane forment la première couche d’isolation au fond et sur les 4 côtés.

Isolation mousse

La deuxième couche d’isolant est constituée d’une laine de verre capable de supporter des températures très élevées. Elle sera en contact avec la cage de métal (sujet du prochain article…) dans laquelle les températures pourraient atteindre 150 degrés centigrades…

Isolation laine

À+
Jacques

 

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Construction – 4. Installation des conduits extérieurs

Pas facile de construire un système solaire tout en gérant un club de football. D’accord, c’est un club virtuel mais quand même…

Dans le système en construction, c’est à travers deux conduits d’un diamètre de 6 pouces que circulera l’air entre le capteur et le vide sanitaire de la maison. Avant d’atteindre l’intérieur du garage, ces conduits seront carrément à l’extérieur et devront être protégés du froid et des intempéries. Ils ont donc été placés à l’intérieur de conduits plus larges (9 pouces de diamètre) en aluminium. Cela nous laisse 1,5 pouces pour insérer de l’uréthane en mousse autour du conduit principal.

La première photo montre le point de départ d’un conduit dans le capteur.

IMG_0117-B

Et la seconde donne un aperçu des 2 conduits entre leurs points d’entrée et de sortie sur le capteur jusqu’aux solins de la toiture qui ont été installés avec l’aide de Sophie.

IMG_0121

À +

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