Les panneaux PVT, l'avenir de l'énergie?

Les panneaux PVT sont de plus en plus populaires. Un panneau PVT est un système hybride qui permet la production de chaleur et d'électricité dans le même collecteur. Nous avons décidé de nous intéresser de plus près à ces panneaux sur le plan technique.

PVT est un acronyme pour la technologie photovoltaïque et thermique. Il s'agit d'un panneau solaire hybride qui produit simultanément de l'électricité et de la chaleur. L'avant est constitué de panneaux photovoltaïques qui produisent l'électricité et l'arrière de panneaux thermiques, des collecteurs solaires qui produisent la chaleur. Ici, nous combinons deux technologies dans un seul panneau. Le grand avantage de ce système est que la même surface de toit peut être utilisée deux fois, pour la production d'eau chaude et pour la production d'électricité.

Types de panneaux PVT

Il existe différents panneaux PVT sur le marché. Les panneaux standard sont ceux qui sont conçus pour transférer la chaleur générée par la partie photovoltaïque vers le réservoir de stockage ou tampon d'eau chaude sanitaire. Ces panneaux sont souvent équipés d'une isolation en partie basse. Ils produisent également de l'électricité. Avec cette forme de panneaux PVT, l'accent est mis sur la production d'électricité. En outre, ils peuvent fournir de la chaleur pour chauffer l'eau chaude sanitaire, par exemple, mais uniquement si le soleil brille.

Le deuxième type est constitué par les panneaux dits 'à pompe à chaleur'. Ils peuvent servir de source pour une pompe à chaleur air-eau et sont conçus pour absorber le plus de chaleur possible. Ces panneaux ne contiennent pas d'isolation thermique. Ils utilisent donc à la fois la lumière du soleil et l'environnement comme source et sont donc rentables toute l'année, même en hiver. Ils conviennent aux maisons bien isolées avec un chauffage à basse température. Ils fournissent également de l'électricité, mais l'accent est mis ici sur la production de chaleur, car le rendement électrique est légèrement inférieur en raison des températures plus élevées dans le système.

Fonctionnement du panneau PVT

L'électricité est produite de la même manière qu'avec un panneau photovoltaïque classique: la lumière du soleil brille sur le panneau solaire et cette lumière est convertie en courant continu par le panneau. L'onduleur convertit ce courant continu en courant alternatif utilisable.

La base de la production de chaleur d'un panneau PVT standard, et aussi d'un panneau de pompe à chaleur, est l'échangeur de chaleur classique que l'on voit souvent dans les collecteurs solaires classiques, à savoir des tubes en cuivre avec des ailettes en aluminium. Dans le cas d'un panneau PVT, une couche de plastique avec des cellules PV est appliquée sur les ailettes. De cette façon, un panneau solaire PVT utilise deux sources de chaleur, le soleil et la chaleur de l'air. La chaleur est absorbée directement de l'air extérieur et de la chaleur de la lumière du soleil ou de la lumière du jour, et est transférée aux lamelles via le panneau PVT. Le principal avantage d'un panneau PVT est qu'il tire également la chaleur de l'air ambiant.

L'installation traditionnelle d'un panneau PVT se fait sur un toit en pente ou un toit plat. Un espace est créé entre le toit et les panneaux PVT. Cela permet aux panneaux d'extraire leur chaleur de l'air ambiant. Plus la surface de contact est grande, plus la chaleur peut être extraite de l'air ambiant. Ce processus d'extraction de la chaleur est renforcé par le fait que l'air ambiant est déplacé par le vent. Étant donné qu'il y a un petit espace entre le panneau PVT et le toit en pente, cette vitesse est augmentée, ce qui permet une meilleure absorption de la chaleur. La chaleur des lamelles est absorbée par un réfrigérant et transférée à la pompe à chaleur. Cela présente le grand avantage qu'un panneau PVT peut également fournir de l'énergie à la pompe à chaleur la nuit, lorsqu'il n'y a pas de soleil, pour la production d'eau chaude pour le chauffage central et pour l'eau chaude sanitaire. Et ce, même par des températures extérieures négatives.

Il est même possible d'appliquer un refroidissement passif ou un refroidissement nocturne. Lorsque la température extérieure de la nuit en été est inférieure à la température intérieure, la chaleur de la maison peut être dissipée à l'extérieur sans que la pompe à chaleur ne fonctionne. La capacité de refroidissement dépend de la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur, mais elle est possible. Le refroidissement actif est également toujours une possibilité, mais le coût énergétique supplémentaire du compresseur doit être pris en compte.

Applicable partout?

Un panneau PVT standard ou un panneau de pompe à chaleur fonctionne mieux en combinaison avec une pompe à chaleur air-eau. Ainsi, on évite les coûts de forage 'onéreux' et il n'est pas nécessaire d'installer une unité extérieure avec un ventilateur et une éventuelle nuisance sonore. Comme pour toutes les pompes à chaleur, il est préférable d'avoir un système d'émission à basse température. Une deuxième condition est que la surface du toit soit suffisante et, bien sûr, que la maison soit bien isolée.

Rendre une maison plus durable commence par l'isolation de la maison. Tout d'abord, réduisez la demande de chaleur. Pour vérifier par vous-même si la maison est adaptée au chauffage à basse température et convient donc également à une pompe à chaleur, on peut régler la température de la chaudière du chauffage central à 50° pendant une quinzaine de jours lors d'une période de froid. Si la température de confort est bonne, alors la maison est adaptée.

Dans les nouveaux bâtiments où le gaz ne peut plus être utilisé et où le chauffage par le sol est souvent utilisé comme système de distribution de chaleur, les panneaux PVT sont l'application parfaite

Diverses organisations, dont la ville de Malines, proposent sur leur site web un outil qui permet, en remplissant un questionnaire, de savoir si une habitation convient ou non à une pompe à chaleur. S'il n'y a pas de perte de confort, la maison est adaptée à une pompe à chaleur. Les fournisseurs qui proposent des panneaux PVT disposent souvent d'un outil de calcul permettant de vérifier combien de panneaux PVT sont nécessaires, en fonction du type de maison et du niveau d'isolation de la maison. En règle générale, on considère que pour chaque kW de puissance de transmission, 5 m² de panneaux PVT sont nécessaires. Dans le cas d'une pompe à chaleur d'une capacité thermique de 8 kW, cela signifie 40 m² de panneaux PVT. Bien entendu, il est préférable de consulter l'outil de calcul du fabricant. Si nous regardons les différents fabricants, nous constatons des valeurs SPF qui dépassent facilement la valeur de 5,0, ce qui n'est certainement pas mauvais. De cette manière, un panneau PVT peut parfaitement concurrencer une pompe à chaleur géothermique.

Dans les nouveaux bâtiments où le gaz ne peut plus être utilisé et où le chauffage par le sol est souvent utilisé comme système de distribution de chaleur, ces panneaux sont l'application parfaite.

Panneaux PVT ou panneaux PV et/ou collecteurs solaires?

Le principal avantage d'un panneau PVT est bien sûr qu'il produit simultanément de l'électricité et de la chaleur. Cependant, cette double utilisation des panneaux est peut-être aussi un inconvénient. Après tout, si l'un des deux composants tombe en panne, c'est tout le panneau qui doit être réparé. Heureusement, les panneaux PVT ont une longue durée de vie, car ils sont aussi plus chers à l'achat. Les panneaux photovoltaïques ne sont pas encore un produit de masse, c'est pourquoi le prix de revient est encore plus élevé. On s'attend à ce que ces prix baissent dans les années à venir, mais il faut tout de même calculer soigneusement si cet investissement en vaut la peine. En effet, l'entretien et le remplacement sont plus coûteux que les systèmes actuellement connus de panneaux PV et de collecteurs solaires. En revanche, le rendement des panneaux PVT est plus élevé et ils fonctionnent très bien en combinaison avec une pompe à chaleur air-eau. Les panneaux PVT sont alors la source de la pompe à chaleur.

Les panneaux PVT ont généralement un rendement électrique plus élevé que les panneaux PV classiques. Lorsqu'il fait très chaud à l'extérieur (à partir de 25 °C), le rendement des panneaux classiques diminue de 0,5% par degré supplémentaire. Étant donné que le mélange eau-glycol circule sous un panneau PVT, le panneau se refroidit, ce qui améliore l'efficacité. Sinon, les mêmes règles s'appliquent que pour les collecteurs solaires, à savoir que la demande en eau chaude doit être suffisante en été pour garantir un rendement élevé. Les problèmes de surchauffe restent également valables pour un panneau PVT. Ainsi, couvrir l'ensemble du toit avec des panneaux PVT peut provoquer des problèmes de surchauffe dans le boiler solaire.

Photographies des panneaux PVT: Triple Solar