La France, leader mondial du solaire hybride photovoltaïque et thermique à la fois

Comme chaque année depuis 2005, le SHC – Solar Heating & Cooling programme -, un programme de l’Agence Internationale de l’Energie, a publié hier son palmarès du marché mondial du solaire thermique. Les données portent sur le marché 2021 et, si la Chine domine toujours de la tête et des épaules, la France occupe une très honorable place sur trois segments spécifiques du marché du solaire thermique.

La France est leader mondial du PVT

Pour commencer, la France est le premier marché au monde pour le PVT, cette technologie de panneaux solaires hybrides à la fois photovoltaïques sur le dessus et thermiques sur leur face inférieure.

Cette technologie est légèrement plus complexe à mettre en œuvre que des panneaux solaires seulement thermiques ou photovoltaïques, mais comporte de significatifs avantages.

Tout d'abord, elle engendre une production photovoltaïque un peu supérieure, puisque la partie thermique prélève de la chaleur sous la couche photovoltaïque, ce qui la rafraîchit et contribue à maintenir son rendement au plus haut.

Les panneaux photovoltaïques, en effet, apprécient peu la chaleur : leur rendement baisse avec l’élévation de leur température de surface. Les excellents panneaux photovoltaïques N-Type Topcon, dévoilés par Jinko Solar, lors du récent salon Intersolar à Munich, affichent, par exemple, une perte de rendement de 0,30%/°K au-delà de 25°C de température de surface, au lieu de 0,35%/°K pour la génération précédente.

A titre de comparaison, le panneaux hybride Spring 400 Shingle Black du français DualSun affiche un coefficient de température de -0,27%/°K sur la tension, de 0,04 %/°K sur le courant et de -0,34%/°K sur la puissance. ©PP

Second avantage, les panneaux hybrides économisent l’espace sur les toitures en produisant à la fois chaleur et électricité. C’est particulièrement intéressant pour tous les bâtiments qui ont besoin d’eau chaude sanitaire et d’électricité à la fois : les maisons individuelles, les logements collectifs, les hôtels et tout le tertiaire d’hébergement, les piscines, l’industrie agro-alimentaire, …

Les différentes technologies de PVT

La chaleur produite peut également être utilisée pour alimenter l’évaporateur des solaropac, comme le fait déjà le français Heliopac, dont le système heliopacsystem+ associe des pompes à chaleur et des capteurs hybrides DualSun.

Les données du SHC sur les panneaux PVT viennent de 38 fabricants dans le monde. En 2021, la surface totale de collecteurs PVT dans le monde atteignait 1 442 596 m², soit une puissance thermique de 751 MWth et électrique de 254 MWc.

L’Europe arrive en tête avec 884 329 m² installés, soit 61% du stock mondial. La France est le premier marché mondial avec 598 157 m² installés, soit 41,46% du stock mondial. Le second pays est la Chine (10%), suivie de l’Allemagne (9%) et des Pays-Bas (6%).

Entre 2017 et 2020, le marché mondial du PVT croissait de 9% par an en moyenne. En 2021, ce taux de croissance a fait un bond à 13% et même de 21% en Europe.

Les deux principales technologies sont le PVT avec un capteur thermique à eau, la technologie de DualSun (ci-dessus), avec 60% du marché mondial en 2021, la technologie associant un capteur photovoltaïque et un capteur à air (37%), parfois aussi appelée aérovoltaïque, la technologie de la PME française BASE ou du français Systovi (ci-dessous). ©DualSun, PP

Le PVT aérovoltaïque est notamment utilisé pour le préchauffage de l’air neuf introduit par la ventilation en hiver. ©Systovi

Il existe d’autres solutions, notamment l’association de capteurs photovoltaïques à concentration et de capteurs thermiques, mais elles n’occupent qu’une faible part de marché pour l’instant.

En 2021, selon SHC, au moins 6036 nouveaux systèmes PVT ont été installés dans le monde. Ce qui porte le nombre de systèmes PVT exploités dans le monde à environ 33 956.

La plupart (77,2%) sont utilisés pour le préchauffage des bâtiments ou pour participer au refroidissement en alimentant des pompes à chaleur à absorption.

9,5% alimentent des systèmes solaires combinés et participent à la fois à la production d’ECS et au chauffage des bâtiments. 8,9% sont installés en maison individuelle pour la production d’ECS seule.

Environ 1,6% des systèmes PVT installés se trouvent sur des immeubles de logements collectifs, des hôtels, des hôpitaux et participent à la production d’ECS et au chauffage des locaux.

Le reste, à peu près 5,8% des systèmes PVT sont utilisés pour des piscines, du chauffage urbain ou la production de chaleur en industrie.

Au sein de l’Agencer Internationale de l’Energie, un groupe de travail, la Task 60, est chargé de développer les applications des panneaux PVT.

Les trois fabricants français sont DualSun (eau), Systovi (air) et BASE (air).

Le chauffage urbain solaire

Selon le SHC, pour être comptabilisées comme installation solaire thermique sur du chauffage urbain, les systèmes installés doivent avoir une surface de panneaux thermique supérieure à 500 m² et une puissance thermique supérieure ou égale à 350 kWth.

Fin 2021, il existait 299 installations satisfaisant ces critères dans le monde. Le Danemark possède de loin le plus grand parc installé avec 125 installations, suivi de l’Allemagne (45), de la Chine (41), de la Suède (24) , de l’Autriche (22), de la Pologne et de la France avec 8 installations chacune.

En 2021, cependant, la France a été le second marché mondial sur ce segment spécifique du solaire thermique, derrière la Chine.

Le solaire thermique en industrie

La France a également été le second marché mondial en 2021 pour la chaleur industrielle, toujours derrière la Chine. Le SHC parle de SHIP pour Solar Heating Industrial Process.

Le site autrichien SHIP Plants répertorie l’ensemble des installations de solaire thermique en industrie.

Au moins 78 nouvelles installations sont apparues en 2021, avec une surface totale de collecteurs de 51 539 m² et une puissance thermique de 36 MW. Ce qui porte la base installée de SHIP à travers le monde à 975 systèmes pour une surface totale de capteurs de 1,23 million m².

En France, New Heat est le principal développeur de ce genre d’installations. ©NewHeat

Le Belge Sunoptimo, préfabricateur de solutions solaires thermiques, est également très actif sur le marché français. ©Sunoptimo