Pour un coût d'exploitation faible, des fabricants proposent une combinaison photovoltaïque + pompe à chaleur double-service ou photovoltaïque + chauffe-eau thermodynamique.

 

Avec la baisse rapide du coût des installations photovoltaïques – en Allemagne bien sûr, car en France, le prix des panneaux photovoltaïque diminue fortement, mais le coût fourni-posé, lui, curieusement, ne montre aucune tendance à la baisse – le prix de revient du kWh photovoltaïque a chuté. Il devient rentable, sinon de le stocker, du moins de l'auto-consommer.

Auto-consommer le courant photovoltaïque

Plusieurs fabricants, soit de panneaux photovoltaïques, dont aleo solar et Bosch, soit de pompes à chaleur, dont Viessmann, Stiebel Eltron, Schüco, le chinois Guangzhou Deron Heat Source Facilities Co et le polonais Galmet Sp. z o.o. Sp. K, ont eu l'idée de proposer des systèmes qui maximisent l'auto-consommation de l'électricité PV produite par le toit des maisons individuelles.

 

La logique technico-économique est simple. Premièrement, tant que le photovoltaïque produit dans la journée, le système auto-consomme pour le chauffage, pour le rafraîchissement, pour la production d'eau chaude sanitaire.

 

Deuxièmement, si la maison individuelle n'a plus de besoins -la température de consigne est atteinte, le ballon d'eau chaude est chargé…- mais que l'installation photovoltaïque produit toujours, il va falloir stocker de manière peu coûteuse et simple pour continuer à auto-consommer.

 

La solution retenue par la quasi-totalité des fabricants qui proposent ce genre de solution à Intersolar 2013, c'est d'augmenter la température de consigne dans le ballon d'eau chaude pour pouvoir continuer à auto-consommer le courant photovoltaïque.

 

Une complexité hydraulique croissante

 

Dans ces systèmes, le stockage d'énergie ne se fait plus dans de coûteuses batteries, mais dans un classique ballon d'eau chaude, dont le régulateur du système se charge d'augmenter la température de consigne si nécessaire.

 

Naturellement, porter la température du ballon à plus de 65°C, certaines dérogations montent jusqu'à 75, voire à 80°C, pose des problèmes de sécurité. Il faut absolument que le départ d'eau chaude en sortie du ballon soit équipé d'un mitigeur thermostatique, calibré à 50°C, par exemple, pour éviter tout risque de brûlure.

 

Dans le même temps, pousser la température du stockage d'ECS au-delà de 70°C pendant des heures tue les bactéries, donc minimise les risques sanitaires. Deux ou trois fabricants poussent la conception hydraulique de leurs solutions un pas plus loin, notamment "Oskar, der Energiemanage".

 

Un système très étudié

 

Si leur ballon est chauffé à plus de 70°C, que l'installation photovoltaïque ne produit plus, mais que la maison a toujours besoin de chauffage, pour éviter autant que possible de consommer de l'électricité du réseau, ils arrêtent la pompe à chaleur et basculent sur un échangeur supplémentaire qui prend la chaleur en partie basse du ballon pour alimenter le réseau de chauffage.

 

Cette manœuvre limite la consommation d'électricité à celle du circulateur du réseau de chauffage. Elle se poursuit jusqu'à ce que la température en partie basse du ballon atteigne une valeur de consigne, par exemple 60°C, de manière à ne pas peser sur la fourniture d'ECS.

 

La rentabilité de toutes ces manœuvres dépend directement de la différence de coût entre le kWh photovoltaïque produit sur place et le kWh que l'on peut acheter au réseau.

 

Intersolar 2013 : le palmarès des innovations

 

 

Comme tous les salons techniques, Intersolar organise un concours de l'innovation. Dans la catégorie solaire thermique, l'entreprise turque eZinc Metal a été récompensée pour un chauffe-eau solaire à thermosiphon (sans circulateur) extrêmement simple.

Ce chauffe-eau fait l'économie des capteurs thermiques : le réservoir de 80 ou de 100 litres est son propre capteur. Il se présente sous la forme d'une sphère aplatie, dont la partie supérieure est revêtue d'une peinture sombre qui joue le rôle d'absorbeur.

La nano-structure particulière de cette peinture favorise l'entrée de la chaleur solaire, mais agit contre sa sortie du ballon quand l'eau est chaude. La partie inférieure du ballon porte un isolant thermique.

De son côté, l'entreprise indienne Clique Solar de Mumbai a été distinguée pour un capteur solaire thermique à base de lentilles de Fresnel, montées sur un trackeur circulaire à deux axes,capable de porter un fluide à 250°C. Ce type de capteur est destiné à l'industrie.

 

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1. Oskar Energiemanager est le spécialiste de l'extraction optimale du moindre kWh solaire. Il a commencé avec le solaire thermique et propose maintenant une solution Pac + photovoltaïque + ballon + hydraulique complexe + régulateur pour consommer le moins possible d'électricité fourni par le réseau.

 

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2. Pour éviter la surchauffe des panneaux, la vaporisation du fluide dans les capteurs et sa ventilation par la soupape de sécurité, l'allemand Kubertor a mis au point un cadre portant capteurs thermiques et store motorisé. Le store est alimenté par un petit capteur photovoltaïque, de manière à ce que l'installation soit autonome. Le store descend quand la valeur de consigne du fluide dans les capteurs est atteinte. L'automate du dispositif décide du % de couverture des capteurs.

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3. Viessmann propose une association pac split air/eau, panneaux photovoltaïques et régulateur pour auto-consommer l'électricité photovoltaïque autant que possible.

Source : batirama.com / Pascal Poggi