Détection de faute automatique dans les systèmes solaires thermiques basée sur la vérification de règles et la simulation

Les chauffe-eau solaires sont souvent considérés lorsqu'il est question de solutions permettant la production d'eau chaude domestique tout en réduisant les coûts en énergie et les émissions de gaz à effet de serre. Bien que leur coût diminue, les systèmes solaires thermiques nécessitent un investissement initial plus grand que les systèmes conventionnels, et ce surcoût est compensé par une facture énergétique réduite. Afin d'assurer leur rentabilité, il est donc impératif que ces systèmes délivrent des performances satisfaisantes pendant l'entièreté de leur durée de vie utile. Malheureusement, il n'est pas rare que les chauffe-eau solaires rencontrent des problèmes qui font en sorte que les économies d'énergies ne sont pas au rendez-vous et même dans certains cas, que leur durée de vie soit réduite. Ces problèmes sont causés par plusieurs facteurs tels qu'une mauvaise sélection de composants lors de la conception, une installation inadéquate et un manque d'entretien. De plus, il n'est pas rare qu'un problème reste caché du propriétaire pendant une longue période de temps, car un appoint permet généralement de fournir la totalité de la demande en eau chaude domestique. Ainsi, un système peut ne pas fonctionner pendant des mois et même des années sans symptôme apparent du côté consommateur. Dans cette optique, il est important de trouver des méthodes permettant de prévenir les propriétaires aussitôt qu'un problème survient. Ce mémoire présente une méthode de détection de faute automatique développée pour les chauffe-eau solaires basée sur deux niveaux. Le premier niveau consiste à faire le suivi des conditions d'opération d'un système (e.g. températures, débits, pression, etc.) et de s'assurer que celles-ci respectent des règles préétablies. Dans le second niveau, les performances quotidiennes du circuit solaire ainsi que de l'appoint sont évaluées par l'entremise de simulations énergétiques sur le logiciel TRNSYS. Les performances estimées sont ensuite comparées avec celles mesurées afin de déterminer si l'écart est significatif. Une validation de la méthode a été effectuée en utilisant près de trois ans de données de fonctionnement d'un chauffe-eau solaire composé de 11 panneaux à tube sous vide d'une superficie totale de 35.5m2 situé à l'Accueil Bonneau à Montréal, Canada. La validation a également servi à déterminer s'il était possible de réduire la quantité de travail nécessaire à la construction d'un modèle tout en permettant une détection de fautes adéquate.