Et si on associait pompe à chaleur et panneaux solaires photovoltaïques ?
Ces deux éléments sont déjà fréquemment associés dans les habitations. Ne peut-on pas accroître leur efficacité?
L’idée d’associer une pompe à chaleur à la production d’électricité à partir d’un capteur photovoltaïque est issue des nombreuses réflexions menées aujourd’hui sur l’efficacité énergétique. La nécessaire réduction des impacts de la production d’énergie sur l’environnement pousse les chercheurs et les fabricants à innover.
La pompe à chaleur et les panneaux solaires photovoltaïques sont deux éléments qui sont de plus en plus courants dans les habitations. Mais, leur utilisation n’est pas encore optimale et ils sont trop souvent totalement indépendants. Les capteurs photovoltaïques sont généralement intégrés au bâtiment, avec une lame d’air pour évacuer la chaleur naturelle. Mais, ne pourrait-on pas récupérer et utiliser cette chaleur ?
Quatre partenaires se sont réunis, en 2008, autour du projet PACAirPV. L’objectif de ce projet est d’étudier le couplage entre un capteur photovoltaïque hybride et une pompe à chaleur, afin d’aboutir à un système efficace en utilisant les technologies existantes. Ce système devrait permettre l’augmentation du COP (Coefficient de Performance Energétique) saisonnier de la pompe à chaleur, accroître la productivité de l’installation photovoltaïque et allonger sa durée de vie.
Actuellement, ce système est expérimenté près de Chambéry, dans la Petite Maison Z.E.N. (zéro énergie net), bâtiment à énergie positive, inauguré en 2011.
Comment cela fonctionne-t-il ?
L’air qui circule sous les modules abaisse leur température (et augmente donc leur rendement) tout en étant valorisé à travers le dispositif PACAirPV.
La récupération de l’air préchauffé se fait grâce à un système qui permet un échange thermique entre l’air et la face arrière des modules. L’air est récupéré dans l’espace entre les modules et le pare-pluie.
Trois éléments composent ce système de couplage pompe à chaleur/modules photovoltaïques :
- Un caisson et une gaine associés à un double ventilateur-extracteur en lien avec un échangeur air/eau.
- Une pompe à chaleur eau/eau.
- Un ballon de stockage.
L’échangeur air/eau transfère les calories extraites sous la toiture vers l’évaporateur de la pompe à chaleur.
Cependant, un système de stockage est nécessaire car les périodes où les besoins de chauffage d’un bâtiment sont les plus élevés correspondent rarement aux périodes de production de chaleur par la toiture. De plus, le stockage apporte une liberté totale sur les heures de fonctionnement de la pompe à chaleur.
La pompe à chaleur mise en service dans la PMZ est une pompe à chaleur réversible (chauffage/climatisation), qui peut également produire de l’eau chaude sanitaire. Un logiciel permet de réguler la pompe à chaleur : mode de fonctionnement (été/hiver, chauffage, production d’eau chaude sanitaire,…), plages horaires,…
Ce concept de PACAirPV a été breveté. Il combine 4 fonctions (chauffage, climatisation, production d’eau chaude et production d’électricité). Il s’agit d’un système modulable car le but premier de ce projet est qu’il puisse être reproduit à partir des éléments actuellement disponibles sur le marché.
