Fiche détaillée Master
| Mémoire N° | 52 |
| Auteur | QUIQUEREZ Loïc |
| Titre | Evaluation du potentiel solaire photovoltaïque et thermique dans un environnement urbain.Etude de cas de deux territoires genevois : Les Pâquis et Veyrier" |
| Thématique & formation | Filière B "Energie & Climat" - BA en Géographie |
| Résumé | L’épuisement des ressources fossiles et les impacts environnementaux liés à la production d’énergie nécessitent de repenser les systèmes énergétiques. Pour répondre à ce défi auquel nos sociétés sont confrontées, les économies d’énergie et le développement des nouvelles énergies renouvelables paraissent être les meilleures solutions. Parmi celles-ci, les filières solaires sont particulièrement intéressantes dans la mesure où le gisement solaire est inépuisable et que son exploitation a peu d’impact sur l’environnement. Dans un milieu urbain caractérisé par une forte occupation du sol, la production décentralisée apparaît comme la plus judicieuse, même si son potentiel est encore aujourd’hui mal cerné. Dans ce contexte, cette étude a pour objet l’évaluation du potentiel solaire photovoltaïque (PV) et thermique de deux territoires du canton de Genève présentant des caractéristiques morphologiques différentes : le quartier urbain des Pâquis et la commune périurbaine de Veyrier. Le développement d’un modèle basé sur les Systèmes d’Information Géographique a permis de déterminer, pour chaque bâtiment, la surface de toit mobilisable pour une installation solaire, l’irradiance solaire sur cette surface et finalement la production d’énergie électrique et/ou thermique en lien avec la demande locale. Trois scénarios ont alors été élaborés : un premier où l’intégralité de la surface mobilisable est utilisée pour la pose de panneaux PV, un deuxième où l’on installe conjointement des panneaux PV et des capteurs solaires thermiques pour la préparation d’eau chaude sanitaire (ECS) et, enfin, un dernier où le PV est associé à du solaire thermique pour le chauffage des bâtiments. Les résultats ont démontré que les surfaces de toit mobilisables pour une installation solaire représentent 25 et 27% des surfaces de toit des Pâquis et de Veyrier. Dans le premier scénario, le potentiel PV est évalué à 7.4 et 17.5 GWh par année respectivement pour les Pâquis et Veyrier, permettant de couvrir 8.8 et 55.8% de la consommation électrique locale. Dans le deuxième scénario, le potentiel thermique pour l’ECS est évalué à 4.7 GWh aux Pâquis et 4.1 GWh à Veyrier, couvrant 49.7 et 49.2% de la consommation thermique des habitants pour l’ECS. La pose de capteurs solaires thermiques pour l’ECS diminue légèrement le potentiel PV des deux territoires, qui est alors estimé à 6.1 et 15.9 GWh. Dans le troisième scénario, le potentiel de production thermique pour le chauffage aux Pâquis se monte à 9.6 GWh. Dans ce dernier scénario, la pose de capteurs thermiques diminue de manière significative le potentiel de production PV, qui tombe alors à 1.9 GWh. Un manque d’information concernant la consommation thermique annuelle pour le chauffage des bâtiments de la commune de Veyrier a rendu impossible l’évaluation de son potentiel thermique dans ce troisième scénario. L’analyse et la comparaison des résultats ont montré que la morphologie urbaine a un impact important sur le potentiel solaire. Les déterminants principaux identifiés sont la morphologie des bâtiments et la densité de population. Ces caractéristiques conditionnent directement la relation entre l’offre et la demande énergétique. |
| Summary | The depletion of fossil resources and the environmental impacts of energy production require reconsidering the energy systems. In order to meet this challenge, the energy savings and the development of new renewable energies appears to be the best solutions. Among those, solar energy is particularly interesting because the solar resource is inexhaustible and its exploitation has few impacts on the environment. In an urban environment characterized by a strong land use, the decentralized production appears as the most adequate, but its potential is still poorly defined. In this context, this study assesses the solar photovoltaic (PV) and thermal potential of two territories in the canton of Geneva that have different morphological characteristics: the urban district of les Pâquis and the suburban commune of Veyrier. The development of a model based on Geographic Information Systems (GIS) allowed to determine, for each building, the suitable roof area for a solar installation, the solar irradiance on this area and finally the electric and/or thermal energy production in relation to local demand. Three scenarios were built: a first one where the whole suitable roof area is used for the installation of PV panels, a second one where PV panels are coupled with thermal solar collectors for domestic hot water (DHW), and a last one where PV is associated with thermal solar collectors for building heating. The results demonstrated that the suitable roof areas for a solar installation represent 25 and 27% of the total roof areas of les Pâquis and Veyrier. In the first scenario, the PV potential is estimated at 7.4 and 17.5 GWh per year respectively for les Pâquis and Veyrier, allowing to cover 8.8 and 55.8% of the local electric consumption. In the second scenario, the thermal potential for DHW is estimated at 4.7 GWh in les Pâquis and 4.1 GWh in Veyrier, covering 49.7 and 49.2% of the thermal consumption for DHW. The installation of thermal solar collectors for DHW decreases slightly the PV potential of both territories, which are estimated at 6.1 and 15.9 GWh. In the third scenario, the potential of thermal production for heating in les Pâquis amounts to 9.6 GWh. In this scenario, the installation of thermal solar collectors decreases in a significant way the PV potential, which falls then to 1.9 GWh. The lack of information about the annual thermal consumption for building heating made it impossible to evaluate the thermal potential in Veyrier in the third scenario. The analysis and the comparison of the results demonstrated that the urban morphology has an important impact on the solar potential. The identified main determiners are the buildings morphology and the population density. Consequently, those characteristics define the relation between supply and demand of energy. |
| Volée | 2009 |
| Date et heure soutenance | 19-01-2012 00:00 |
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| Remarque | |
| Mot-clés | Potentiel solaire, Photovoltaïque, Solaire thermique, Systèmes d’Information Géographique |
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| Documents associés |
Fiche de présentation |
| Dernière mise à jour |
2012-01-26 14:13:09 |