Voici à quel point les panneaux solaires hybrides (thermiques) peuvent faire baisser vos besoins en chauffage

Si le soleil est généralement utilisé pour produire de l’électricité via des panneaux photovoltaïques, rares sont ceux qui l’exploitent comme source de chaleur. Pourtant, une seule et même technologie permet de combiner ces deux usages : le photovoltaïque-thermique (PVT). Développé depuis plusieurs décennies, ce système hybride produit simultanément de l’électricité et de la chaleur.

En Suède, une équipe de chercheurs de l’Institut royal de technologie KTH a cherché à mesurer concrètement l’impact de cette technologie sur la performance énergétique des bâtiments. Leur étude se concentre sur les systèmes PVT à air lorsqu’ils sont utilisés dans les pays nordiques, où les besoins en chauffage sont élevés.

Valoriser la chaleur perdue des panneaux

Le principe de fonctionnement d’un PVT à air est basé sur la valorisation de la chaleur habituellement perdue par les panneaux photovoltaïque. En effet, une grande partie du rayonnement solaire capté par ces modules est dissipée sous forme de chaleur. Le PVT permet donc de récupérer énergie résiduelle plutôt que de la laisser se perdre dans l’environnement.

Pour ce faire, un espace creux est aménagé à l’arrière du panneau photovoltaïque, dans lequel de l’air circule. Mis en mouvement par une dépression, cet air se réchauffe au contact du panneau chauffé par le soleil. Une fois chauffé, il peut être utilisé dans le bâtiment pour préchauffer l’air de ventilation ou contribuer au préchauffage de l’eau chaude sanitaire.

Pour évaluer les performances du dispositif, les chercheurs ont mené une expérimentation sur un prototype installé sur un immeuble résidentiel à Stockholm. Ensuite, ils ont réalisé des simulations à partir de données réelles sur un bâtiment collectif de 56 logements. Deux contextes climatiques ont été étudiés : Lund, au sud du pays, et Umeå, plus au nord.

Des gains énergétiques significatifs

Les résultats confirment l’intérêt de la technologie. Les simulations montrent une réduction d’environ 16 % des besoins de chauffage liés à la ventilation, et de 7 % pour l’eau chaude sanitaire. Lors des journées ensoleillées d’hiver, le système peut même élever la température de l’air entrant de 0 à 20 °C.

Des effets positifs ont par ailleurs été observés sur les systèmes de ventilation, notamment une réduction de la formation de givre dans les unités à récupération de chaleur. Ce phénomène améliore leur efficacité globale, avec jusqu’à 200 heures supplémentaires de fonctionnement sans formation de givre. Autre avantage évoqué par l’équipe : le lissage des pics de consommation sur les réseaux de chauffage, avec une diminution moyenne de 11 %.

Mais si les performances énergétiques du système sont désormais bien établies, la question de sa rentabilité reste encore à trancher. Les chercheurs indiquent d’ailleurs que cet aspect fera l’objet de leurs prochains travaux.