L’un des trois piliers fondamentaux pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments est la mise en œuvre d’énergies renouvelables qui nous fourniront des mesures efficaces d’économie d’énergie. Dans cet article, je décrirai ces systèmes ou installations qui, avec l’amélioration de l’enveloppe du bâtiment, peuvent nous amener à atteindre une efficacité maximale, une consommation moindre et des émissions réduites, en particulier dans les bâtiments existants qui, pendant de nombreuses années, ont été construits sans aucun critère de durabilité. Les avantages des énergies renouvelables sont qu’elles s’harmonisent parfaitement, de sorte qu’elles peuvent être intégrées à d’autres systèmes ou installations avec une efficacité énergétique maximale. La production d’énergie solaire et éolienne peut être mise en œuvre en parallèle avec d’autres installations efficaces.

En outre, compte tenu du cadre réglementaire actuel en la matière, dans lequel l’arrêté royal autorisant l’autoconsommation photovoltaïque a déjà été approuvé, et en attendant l’approbation de l’arrêté royal sur la certification énergétique des bâtiments existants, ainsi que l’approbation du plan national du logement 2013-2016, il est clair que l’objectif principal est orienté vers les énergies renouvelables, qui peuvent être intégrées à d’autres systèmes ou installations pour une efficacité énergétique maximale, il est clair que l’objectif principal est orienté vers la rénovation énergétique et l’amélioration de l’efficacité énergétique de ces bâtiments et logements non performants sur le plan énergétique, on suppose donc que ce sera le principal moteur capable de générer de l’emploi et de réactiver le secteur dans les années à venir.

Dans chaque cas particulier, la rentabilité et la viabilité de la mise en œuvre des énergies renouvelables dépendront de facteurs climatiques tels que les heures d’ensoleillement, la vitesse et la direction des vents dominants, l’emplacement du bâtiment, l’utilisation et l’entretien, etc., de sorte qu’une évaluation ou une étude de ces paramètres est nécessaire pour évaluer si cette mise en œuvre sera viable, en étudiant le coût de l’installation, les économies d’énergie et les réductions d’émissions obtenues et la rapidité avec laquelle elles peuvent être amorties.

Mais sans perdre de vue qu’il ne s’agit pas seulement d’une question d’économies, l’objectif principal est, d’une part, de réduire les émissions et l’impact sur l’environnement dus au grand nombre de bâtiments ou de logements existants ayant un mauvais classement énergétique, et d’autre part, la construction de nouveaux bâtiments à consommation quasi nulle qui seraient conçus en optimisant au maximum les paramètres de conception bioclimatique avec des énergies propres. Nous parviendrions également à réduire la dépendance énergétique de notre pays, puisque nous pouvons et possédons les technologies nécessaires pour fonctionner avec des énergies propres. Voici quelques-unes des énergies renouvelables les plus répandues pour une utilisation dans les bâtiments :

L’énergie éolienne

L’Espagne est l’un des premiers pays au monde en termes de production d’énergie éolienne, ce qui reflète l’énorme potentiel de cette énergie, qui devrait donc également être appliquée aux bâtiments et aux habitations en tant que système de production d’électricité, pour autant que les conditions soient favorables.

Une installation d’énergie éolienne se compose essentiellement d’un moulin à vent ou d’un rotor à plusieurs pales, qui tourne sous l’action du vent et met en marche un générateur électrique, généralement fixé à un mât. Le principal avantage de cette énergie est que, comme elle est renouvelable, elle est inépuisable, elle ne pollue pas et sa construction est subventionnée par l’État.

Il faut tenir compte de la grande importance de l’emplacement du bâtiment et des caractéristiques de la zone environnante, de sorte qu’en termes généraux, il sera d’autant plus viable que l’intensité du vent sera élevée, en fonction de l’altitude, puisque plus l’altitude est élevée, plus la vitesse est grande, et aussi du terrain, avec une plus grande vitesse dans les plaines ou les zones proches de la mer. Par conséquent, les meilleures conditions seront trouvées dans des bâtiments isolés ou des constructions proches de la mer, dans des zones élevées et lorsqu’il n’y a pas un grand nombre d’obstacles à proximité qui ralentissent le vent.

L’installation éolienne typique pour les bâtiments et les habitations est l’installation de systèmes utilisant des micro-installations éoliennes, avec des aérogénérateurs compacts capables de générer une puissance électrique inférieure à 100 kW, soit isolés, soit dans un système hybride avec l’installation solaire photovoltaïque. Dans ce type d’installation, il faut choisir un site approprié, ce qui nécessite la réalisation d’une étude de la vitesse du vent, ainsi qu’une étude de sa viabilité économique, en analysant les coûts et les bénéfices générés, mais il faut tenir compte du fait que les améliorations et les progrès technologiques permettent de disposer d’installations plus efficaces et moins coûteuses.

L’énergie solaire

Solaire thermique

La principale application de l’énergie solaire thermique est la production d’eau chaude sanitaire pour un usage domestique ou industriel, le chauffage de l’eau des piscines, le chauffage à basse température avec le chauffage par le sol, et également le refroidissement grâce à l’utilisation d’équipements d’absorption. Il est normalement utilisé pour l’efficacité énergétique des maisons ou des bâtiments unifamiliaux.

L’énergie solaire thermique est obligatoire en Espagne depuis l’entrée en vigueur du Code Technique, qui exige qu’au moins un pourcentage de la demande totale d’eau chaude soit produit par ce système. Selon le DB HE-4 et en fonction de la zone climatique, ce pourcentage varie entre 30 et 70% dans le cas général et entre 50 et 70% lorsque la source d’énergie est électrique.

Les composants d’une installation solaire thermique pour une maison unifamiliale :

• capteur.
• accumulateur.
• chaudière de secours.
• station solaire.
• point de consommation.

Le fonctionnement est basé sur l’exploitation de l’énergie solaire pour chauffer l’eau ou un autre fluide caloporteur qui circule à l’intérieur du collecteur. À partir de ce collecteur, l’eau chaude est transportée à travers un circuit primaire, de sorte que la chaleur est échangée ou accumulée dans un réservoir pour une utilisation ultérieure de l’installation d’eau chaude intérieure vers les points de consommation. La demande d’eau chaude qui ne peut pas être produite par le capteur les jours nuageux sera générée par un chauffage d’appoint ou une chaudière.

Les avantages et les inconvénients d’une installation solaire :

• C’est une énergie renouvelable, inépuisable et propre.
• Il présente un rendement élevé de l’installation en raison du fait que sous nos latitudes, nous disposons d’un nombre élevé d’heures de rayonnement solaire annuel.
• Si le système de soutien est basé sur des énergies renouvelables, comme une chaudière à biomasse, l’eau chaude sanitaire et le chauffage pourraient être générés de la manière la plus efficace, sans émissions et avec une réduction de la consommation d’énergie primaire qui pourrait atteindre 80 %.
• Si l’installation a été correctement conçue, calculée, construite et entretenue, il s’agira d’une installation fonctionnant bien et ayant une longue durée de vie, et compte tenu du fait que son coût n’est pas très élevé, sa viabilité est plus que garantie.
• En revanche, la source d’énergie du soleil est variable, de sorte que ses performances peuvent baisser.
• Un mauvais entretien réduit les performances des panneaux, et il est conseillé de les nettoyer au moins une fois tous les 6 mois, ainsi que la révision périodique des éléments et des valves de l’installation.

Durabilité et l’amortissement de l’installation :

Comme mentionné ci-dessus, et en tenant compte du fait que chaque cas particulier est différent, mais en supposant une installation bien exécutée avec un entretien correct, il devrait avoir une longue durée de vie de pas moins de 20 ans. Par conséquent, la période d’amortissement serait assez courte, variant entre 5 et 10 ans.

Solaire photovoltaïque

La principale application de l’énergie solaire photovoltaïque est la production d’énergie électrique à partir de l’énergie du soleil à l’aide de panneaux dotés d’éléments semi-conducteurs, normalement des cellules de silicium. Cette installation est composée d’un collecteur, d’un régulateur, de batteries de stockage d’énergie et d’un onduleur. Il existe deux types d’installations : les installations isolées qui stockent l’énergie dans des batteries pour l’autoconsommation et les systèmes connectés au réseau dans lesquels l’énergie est fournie au réseau électrique. Les panneaux peuvent être installés en les intégrant dans la pente des toits ou sur les façades orientées au sud.

Composants et schémas d’une installation solaire photovoltaïque isolée pour une maison :

• Panneaux photovoltaiques : Il est constitué d’un ensemble de cellules de silicium, dont les plus efficaces sont généralement en silicium monocristallin, reliées électriquement, encapsulées (pour les protéger des intempéries) et montées sur une structure de support ou un cadre. Ils fournissent une tension continue à leur sortie de connexion, et sont conçus pour des valeurs de tension spécifiques qui définiront la tension à laquelle le système photovoltaïque fonctionnera.
• Régulateur : Son rôle est d’empêcher la batterie d’être surchargée. Dans la phase de charge pendant la journée, sa mission est de garantir une charge adéquate dans l’accumulateur, tandis que dans la phase de décharge pendant les heures sans lumière, elle doit permettre une alimentation adéquate des points de consommation sans décharger les batteries.
• Batteries : Elles accumulent l’énergie électrique générée par les plaques pendant la journée pour l’utiliser plus tard quand il n’y a pas de soleil. Plusieurs types peuvent être différenciés en fonction de l’électrolyte utilisé. Plomb-acide, nickel-cadmium Ni-Cd, nickel-métal hydride Ni-Mh ou lithium ion Li ion. Également par sa technologie qui peut être tubulaire stationnaire, à démarreur, solaire ou à gel.
• Inverseur : Il est chargé de convertir le courant continu généré par les panneaux solaires en courant alternatif afin qu’il puisse être utilisé dans le réseau électrique de la maison (220 V et une fréquence de 50 Hz).

Avantages et inconvénients d’une installation hors réseau pour l’autoconsommation :

C’est une énergie renouvelable, inépuisable et propre.
Le rendement de l’installation sous nos latitudes est très bon, puisqu’elle peut atteindre une puissance allant jusqu’à 1 000 W par m2 par temps clair à midi, sans obstacles avec ombres.
Comme pour le solaire thermique, si l’installation a été correctement conçue, calculée, construite et entretenue, elle fonctionnera bien et aura une longue durée de vie.
Le coût de l’installation diminue au fur et à mesure que la technologie se développe, tandis que le coût du combustible augmente car les réserves tendent à s’épuiser.
L’installation est rapide à monter et ne nécessite qu’un entretien minimal, même si un contrôle périodique est également nécessaire pour s’assurer du bon état de l’installation et pour nettoyer le côté des panneaux exposé au soleil.
Même par temps nuageux, bien qu’avec un rendement moindre, les panneaux produisent de l’électricité.
Avec le nouveau décret-loi royal 13/2012, les conditions d’autoconsommation sont favorisées, étant une option intéressante, car elle exempte l’autoconsommateur de l’obligation de se constituer en société ; bien qu’elle permette à l’autoconsommateur d’être également producteur.
Elle permet d’éviter toute la bureaucratie et les autorisations nécessaires au raccordement au réseau.
L’inconvénient est qu’un investissement initial élevé est nécessaire pour réaliser l’installation.
Il faudra également prévoir un espace suffisant dans la maison pour les batteries.

La durabilité et l’amortissement de l’installation :

En règle générale, une installation photovoltaïque pour l’autoconsommation a une durée de vie utile d’au moins 25 à 30 ans, toujours en supposant une bonne utilisation et un bon entretien ; Il y a plusieurs paramètres qui déterminent son amortissement, comme la qualité des composants de l’installation, l’installation appropriée, un calcul en fonction des besoins de consommation, l’utilisation à laquelle l’installation est destinée et même les subventions qui peuvent être obtenues, mais à titre indicatif on peut dire que de 7 à 10 ans l’installation pour l’autoconsommation peut être amortie, plus que des périodes raisonnables si on tient compte de sa durée.

L’énergie de la biomasse

L’énergie de la biomasse utilise des granulés, des déchets d’élagage, des noyaux d’olive, des coquilles d’amande (généralement des déchets provenant d’activités agricoles et forestières ou des sous-produits de la transformation du bois) comme matières premières pour produire de l’énergie thermique pour l’eau chaude sanitaire et le chauffage. Il existe également d’autres types de biomasse humide provenant de la production d’huiles végétales, notamment les biocarburants tels que le biodiesel ou l’éthanol, qui sont particulièrement efficaces pour les chaudières de cogénération dotées de technologies de type Stirling, mais dans ce cas, je me référerai à la biomasse solide.

Dans le cas de maisons individuelles ou de bâtiments résidentiels, des économies d’énergie importantes et un rendement élevé peuvent être obtenus grâce à la mise en œuvre de chaudières à biomasse pour produire de la chaleur pour l’eau chaude sanitaire et le chauffage.