Energie solaire : thermique et photovoltaïque
Produire de la chaleur grâce à l’énergie solaire – thermique ou photovoltaïque - en remplaçant les énergies fossiles sera indispensable pour atteindre le BEPOS (Bâtiments à Energie POSitive).
La prospérité du marché du solaire thermique est liée au prix des énergies fossiles.
Nous sommes à la veille de l’entrée en vigueur des dispositions de la Directive européenne sur l’Efficacité Energétique des Bâtiments. Elle demande que les bâtiments neufs soient « Net-zero Energy » à partir de 2018 pour les bâtiments publics, de 2020 pour tous les bâtiments.
En France, net-zero energy se traduit par BEPOS.
S'y est ajouté le Label E+C- pour que maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre, bureaux d’études et entreprises puissent s’entraîner avant 2020.
Tous les bâtiments gros consommateurs d’eau chaude sanitaire, depuis les maisons individuelles jusqu’à l’hôtellerie, en passant par tout le logement collectif et les divers bâtiments d’hébergement, auront avantage à adopter des solutions solaires thermiques.
Grande tendance observée consiste lors du Salon Intersolar 2017 : l’électricité photovoltaïque pour chauffer de l’eau de manière à maximiser l’autoconsommation.
Le but est d’utiliser au maximum l’énergie photovoltaïque produite sur site, grâce à une architecture hydraulique et à pilotage spécifiques. Pa exemple, les ballons thermodynamiques sont mixtes : le condenseur fonctionne sur l’air extrait en été et sur le retour du chauffage en hiver. C’est le cas des PAC Ovum, soit géothermiques (3 et 9,5 kW), soit air/eau (7 modèles de 10 à 35 kW).
Autre tendance à Intersolar 2017, le développement des matériaux à changement de phase pour maximiser le rendement des installations solaires thermiques. L’une des limitations du solaire est son intermittence. D’où l’idée souvent mise en avant de stocker la chaleur lorsqu’elle est disponible pour s’en servir quelques heures, quelques jours ou quelques mois plus tard.
Le principe des produits à changement de phase (PCM) : ils se liquéfient pour absorber de la chaleur et se solidifient en la restituant.
Pour des applications en bâtiment, la clef est la température de liquéfaction. L’allemand Axiotherm a développé toute une gamme de PCM, dont les températures de liquéfaction s’étendent de -40 à +80°C.
Xiotherm est capable de concevoir un PCM répondant à un besoin spécifique. Pour le rafraîchissement, il recommande des matières dont la température de liquéfaction varie de 5 à 20°C, tandis que le stockage de chaleur solaire est mieux servi par des PCM dont la liquéfaction intervient entre 30 et 42°C, …
Enfin, l’un des reproches que l’on adresse fréquemment aux installations solaires thermiques est la difficulté du dimensionnement. Pour maximiser l’emploi de l’énergie solaire thermique, il faudrait pouvoir couvrir le plus de besoins annuels possibles. Ce qui conduit à un dimensionnement trop important en cas de faible usage temporaire et de forte chaleur et expose les capteurs à un risque important de surchauffe qui raccourcit leur durée de vie.
Viessmann montrait à Intersolar sa nouvelle solution ThermProtect. Appliquée désormais à tous ses collecteurs – collecteurs plans et collecteurs tubulaires sous vide -, elle protège contre les risques de surchauffe. ThermProtec coupe les collecteurs dès qu’ils atteignent une température prédéterminée.
Un absorbeur cristallin régule l’apport d’énergie. A partir d’une température surfacique de 75°C, la structure de ce revêtement se modifie et rejette plus de chaleur qu’elle n’en absorbe. La hausse de température du fluide est réduite et évite sa vaporisation.
