Photovoltaïque : deux solutions pour produire et autoconsommer

La RE2020 arrive, lentement et pas avant mi-2021, mais même si nous ne connaissons pas encore parfaitement ses modalités, elle demandera certainement une production d’énergie sur site, y compris en maison individuelle.

En attendant, face à l’augmentation régulière des coûts de l’électricité, produire et d’autoconsommer sa propre électricité devient de plus économiquement légitime. Tout cela pousse à installer des panneaux photovoltaïques sur le toit des maisons individuelles. Mais, les règles d’urbanisme peuvent s’y opposer pour des raisons esthétiques. Sunstyle balaye ces obstacles esthétiques.

Créé en Suisse en 2007, il y a 13 ans déjà, les tuiles photovoltaïques Sunstyle étaient à l’origine un projet franco-suisse du défunt Saint-Gobain Solar. Elles sont aujourd’hui fabriquées chez VMH Energies à Châtellerault et distribuées en France par Sunstyle International SAS, installé à Paris sur les Champs-Elysées. ©Sunstyle

Les tuiles photovoltaïques Sunstyle, un système 2 en 1

La tuile Sunstyle est disponible en trois couleurs et se pose en écaille en recouvrement de 3 cm sur une toiture en pente. Ces tuiles assurent l’étanchéité de la toiture à partir d’une pente de 10°, voire à partir d’une pente de 5° avec un écran de sous-toiture spécifique.

Depuis des années, elles ont été soumises à toutes sortes d’essais et de tortures par le CSTB et d’autres laboratoires. Résultat, ces tuiles de 870 x 870 mm sont garanties 10 ans. Elles atteignent une puissance crête maximale de 168 Wc/m² en noir. La performance de production PCV est garantie10 ans à 90% de la puissance nominale, 25 ans à 80% de la puissance nominale.

Composées d’un sandwich sous-couche/colle EVA/cellule photovoltaïque en silicium cristallin/colle EVA/verre solaire trempé de 6 mm fourni par Saint-Gobain, elles affichent une résistance au feu Broof(t3) (propagation > 30 mn), une classe de résistance à la grêle HW 4 (avec des grêlons de 40 mm), une capacité de charge de 5 400 N/m² et sont praticables sans restriction (on peut marcher dessus comme sur des tuiles normales).

Les tuiles Sunstyle sont disponibles en quatre formes différentes : tuiles de base en carré 870 x 870 mm et 115 Wc, tuile haute 63 Wc, tuile basse 58 Wc, tuile gauche 45 Wc et 45 Wc. ©Sunstyle

Les tuiles Sunstyle existent en trois couleurs : noir (115 Wc), gris ardoise (85 Wc), terracotta (85 Wc). ©Sunstyle

Le ballon électrique Olectra PV de Chappée pour maximiser l’autoconsommation

Avec les tuiles Sunstyle, on construit un toit photovoltaïque qui a l’apparence d’un toit classique. Ensuite, le but est d’autoconsommer le plus possible l’électricité produite sur site. La réponse tient d’habitude en deux temps.

D’abord, un boîtier à fort contenu d’électronique de puissance se charge d’orienter les flux d’électricité PV vers les appareils en demande dans le logement. C’est la méthode éprouvée par ekWateur et MyLightSystem.

Ensuite, on stocke le surplus de production dans des batteries pour le réutiliser plus tard, lorsque des besoins apparaissent. Même avec la baisse du prix des stockages d’électricité en batterie, cette solution reste coûteuse et demeure complexe en ce qui concerne l’installation électrique. Chappée, membre du groupe BDR Thermea, a eu une autre idée.

Chappée a développé Olectra PV, un chauffe-eau électrique à accumulation de 150 ou 200 litres, conçu pour transformer le surplus de la production photovoltaïque d’une maison individuelle en eau chaude et la stocker, au lieu d’envoyer ce surplus vers le réseau. ©Chappée

Seulement trois composants

Le système est remarquablement simple et comporte seulement trois composants : un chauffe-eau électrique doté de trois résistances et d’une régulation spécifique, un boîtier Smart-R Powerlink et un autre boîtier baptisé Smart-PV.

Ces trois composants communiquent entre eux à l’aide du protocole radio X3D de Delta Dore, donc pas de câbles à tirer lors de l’installation. Le boîtier Smart-R Powerlink s’installe près du tableau basse tension dans la maison. A l’aide de deux capteurs d’intensité – en d’autres termes, des tores de mesure de courant -, un sur la sortie de l’alimentation PV, l’autre sur l’alimentation électrique de la maison par le réseau. La comparaison entre ces deux mesures lui indique si le PV est en surproduction par rapport aux besoins de la maison ou pas.

Il communique le résultat au module de gestion Smart PV qui contient l’intelligence du système. D’une part il actionne, un, deux ou trois relais des résistances électrique du ballon Olectra PV. Ce qui requiert un appairage lors de la mise en service par l’installateur. D’autre part, il est raccordé à la box internet de la maison, stocke ses données dans le Cloud Smart-PV, les à l’utilisateur par internet ou WiFi et reçoit d’autres informations comme les prévisions météo.

Ces prévisions lui permettent, en mesurant la température dans le ballon et en fonction de la programmation du niveau de confort eau chaude par l’utilisateur, de décider s’il faut relancer le ballon en faisant appel au réseau ou si le PV suffira à couvrir les besoins d’ECS.

Trois niveaux de températures gérés

L’innovation de Chappée tient au fait que le ballon est verticalement divisé en trois zones, chacune pourvue d’une résistance de puissance croissante (200, 500 et 1000 W) et d’une sonde de température. Chappée est pour l’instant le seul à procéder de cette façon. Cela permet de gérer trois niveaux de températures pour maximiser la contribution PV. La logique de fonctionnement est différente de celle d’un ballon d’accumulation qui se charge seulement en heures creuses.

D’ailleurs dans le cas d’un remplacement d’un ballon existant par un nouvel Olectra PV, il est important de shunter le contacteur Heures Pleines / Heures Creuses. Le ballon Olectra se charge avant tout lorsqu’il y a un surplus de production PV par rapport aux autres usages possibles du PV dans la maison (appareils ménagers, électroniques, …), donc durant la journée.

Une application pour l'installateur et bientôt l'utilisateur

A travers l’application Smart PV, l’installateur dès à présent et l’utilisateur en juillet 2020 définissent le niveau de confort en choisissant entre trois modes possibles. Le mode « eco » maintient la zone en bas du ballon à 15°C, la zone du milieu à 35°C et la zone du haut à 45°C. En cas de surproduction PV, ce mode est le plus à même d’absorber les kWh PV, de les transformer en chaleur et de maximiser l’autoconsommation.

Le mode confort (15/35/55°C) couvre des besoins d’ECS importants. Tandis que le mode Confort+ (35/45/55°C) maximise le volume d’ECS disponible tout en conservant un potentiel important d’absorption de la surproduction PV.

Voilà, le fonctionnement du ballon Olectra PV, qui sera commercialisé en juillet, est simple. Son installation ne requiert pas d’électronique de puissance. Il suffit de shunter le basculement Heures Pleines / Heures Creuses. Et Olectra PV permet l’autoconsommation d’au moins 90% de l’électricité produite par une installation PV de 3 kWc, comme l’on montré les premiers produits installés en field-test depuis un an.

Ce système devrait être valorisé par la RE2020 qui demandera une contribution significative des ENR au bilan énergétique annuel des maisons neuves. Comme Chappée appartient au groupe BDR Thermea, on le retrouvera à l’identique mais sans doute sous un autre nom sous les marques De Dietrich et Oertli. Les branches italiennes et espagnoles du groupe sont intéressées également.