Type d’installations

Panneau solaire hybride avec aérothermie

Toutes les installations solaires pour la production d’eau chaude sanitaire (ECS) ont besoin d’un système auxiliaire (chaudière, aérotherme, etc.) pour chauffer l’eau à sa température de consommation, particulièrement les jours moins ensoleillés. Ces systèmes auxiliaires doivent être les plus efficaces possibles afin qu’ils consomment le moins d’énergie extérieure.

Les jours nuageux, seul le rayonnement diffus est disponible, soit environ 15 à 20 % du rayonnement global. Par conséquent, la production de l’installation solaire sera proportionnelle à l’irradiation disponible.

Les aérothermes sont un système de support très performant puisqu’ils ne consomment en électricité qu’environ 33% de l’énergie qu’ils fournissent. Les aérothermes se combinent parfaitement aux panneaux solaires hybrides en économisant une partie de leur demande grâce à l’apport de chaleur et d’électricité fournie par les panneaux solaires hybrides.

À titre d’exemple, dans une maison, pour couvrir la demande totale en eau chaude sanitaire, 50 % sont fournis par les panneaux, 25 % sont autoconsommés à partir de la production photovoltaïque elle-même et les autres 25 % sont consommés à partir du réseau. Comme l’énergie aérothermique a généralement un COP de 3, la consommation du réseau ne représentera que 8 % de l’eau chaude sanitaire consommée.

Panneau solaire hybride avec géothermie

La géothermie est un autre type d’installation auxiliaire à haute performance pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire (ECS). Ce système complète la différence de chaleur entre la température générée par les panneaux solaires et la température de consommation. De toutes les technologies basées sur la pompe à chaleur, la géothermie est l’une des plus efficaces. Grâce à cela, l’électricité consommée par ce système est plus faible et, par conséquent, ses émissions de CO2 le sont aussi.

Le rendement élevé (COP élevé) de l’énergie géothermique est dû au fait que la température de sa source froide (le sol) est stable. Durant les mois d’hiver, la température du sol reste plus chaude que l’environnement. Plus le climat est froid, plus l’énergie géothermique est avantageuse par rapport à l’aérothermie. Le contraire se produit dans les climats chauds et tempérés.

En combinant l’énergie géothermique avec des panneaux solaires hybrides, la consommation d’énergie d’un bâtiment peut être considérablement réduite. Par exemple, pour couvrir la demande d’eau chaude sanitaire, les panneaux couvrent avec leur production thermique environ 50%, et la géothermie couvre le reste. Pour contribuer à ce reste, la géothermie consomme une partie de la production photovoltaïque et le reste du réseau (environ 4 % de la demande totale).

Panneau solaire hybride avec Biomasse

Actuellement, l’un des systèmes auxiliaires ayant le moins d’impact sur l’environnement est la chaudière à biomasse. Ces dernières années, elles ont connu un développement important en raison de leur mise en œuvre dans les bâtiments. Ces systèmes auxiliaires doivent être aussi efficaces que possible ou émettre la quantité minimale de gaz à effet de serre (GES) tels que le CO2.

La biomasse est une technologie qui utilise les résidus forestiers et les émissions de CO2 qu’elle génère pour le chauffage de l’eau sont équivalentes à sa dégradation dans les forêts. Par conséquent, la biomasse, bien qu’elle émette du CO2, est considérée comme neutre, car elle le ferait de la même manière dans sa dégradation naturelle.

Les panneaux solaires hybrides se combinent très bien avec la biomasse, d’une part les capteurs fournissent environ 50% de la demande en eau chaude sanitaire et d’autre part la biomasse ne consomme que du carburant. En d’autres termes, il ne consomme pas d’électricité, de sorte que toute l’énergie photovoltaïque produite peut être utilisée dans le bâtiment.

Panneau solaire hybride avec ECS et piscine

Les panneaux hybrides conviennent parfaitement aux bâtiments où il y a une piscine car, en été, lorsqu’ils reçoivent plus d’irradiation et produisent donc plus d’énergie (thermique et photovoltaïque) en plus de fournir de l’eau chaude sanitaire, ils peuvent également chauffer la piscine.

La combinaison des panneaux avec la piscine signifie que le circuit hydraulique fonctionne à une température plus basse, avec de meilleures performances thermiques et photovoltaïques.

En Espagne, les piscines extérieures ne peuvent pas avoir de système de chauffage qui ne soit pas renouvelable, et les piscines intérieures doivent être couvertes avec au moins 50 % d’énergie renouvelable. Toutefois, chaque pays a sa propre législation en la matière.

Panneau solaire hybride avec ECS, chauffage et piscine

Les installations solaires dans les bâtiments ne couvrent généralement que l’eau chaude sanitaire, car le chauffage n’est consommé que pendant les mois d’hiver et non en été. Par conséquent, l’énergie solaire n’est généralement pas utilisée pour le chauffage car elle ne pourrait contribuer qu’à quelques mois qui sont aussi les mois les moins irradiés.

Si vous souhaitez installer un système solaire pour contribuer au chauffage, vous devez considérer à quoi servira le surplus de chaleur en été. Il existe différentes options pour utiliser cette énergie, comme les piscines.

L’apport d’énergie solaire à la piscine permet de profiter du surplus d’énergie en été, de prolonger les saisons de baignade, et de faire des installations plus importantes en obtenant des économies d’énergie très importantes.

En outre, la combinaison de panneaux hybrides avec des piscines permet de travailler dans une plage de basses températures en augmentant les performances thermiques et photovoltaïques des panneaux, ce qui se traduit par de plus grandes économies.

Panneau solaire hybride avec adsorption (Trigénération solaire)

Le refroidissement solaire consiste à utiliser la chaleur excédentaire des capteurs thermiques pour activer une machine à adsorption (ou absorption) afin de produire du froid. Lorsque ces machines sont associées à des panneaux hybrides, la Trigénération solaire est obtenue en produisant de l’électricité, de la chaleur et du froid.

Les bâtiments consomment 40 % de l’énergie en Espagne. En moyenne, 20 % de la demande thermique totale d’un bâtiment est due à l’eau chaude sanitaire et 80 % au chauffage. En couvrant 50 % de l’eau chaude sanitaire avec des collecteurs thermiques, nous ne couvrons que 10 % de la demande d’un bâtiment. Il faut donc trouver des solutions qui permettent de réaliser de plus grandes économies. Ces solutions doivent résoudre le problème de l’excès de température que connaissent les installations solaires thermiques en été.

La trigénération solaire permet de réaliser des installations plus importantes dans les bâtiments, faisant passer le potentiel de production solaire d’une moyenne de 10% de la demande totale du bâtiment à 80-90%. Pendant les mois d’été, la chaleur est utilisée pour refroidir le bâtiment. Par conséquent, ce système est optimal dans les bâtiments où il est prévu d’obtenir une grande couverture solaire. Ces systèmes n’ont été installés que dans des cas spécifiques en raison de leur coût élevé.

Panneau solaire hybride avec stockage saisonnier

La grande limitation des installations thermiques est due au fait que les mois où la production solaire est plus importante (l’été) sont ceux où la demande thermique est la plus faible (ECS). Cela signifie que les installations solaires thermiques ne couvrent qu’environ 10 à 20 % de la demande thermique totale du bâtiment.

Une solution fiable, déjà utilisée dans les pays d’Europe du Nord, est le stockage solaire saisonnier. Elle consiste à stocker le surplus de chaleur des mois centraux de l’année pour l’utiliser pendant les mois d’hiver. On constate que sur 100 % de l’accumulation solaire, seuls 10 % environ de l’énergie sont perdus, de sorte que 90 % de l’énergie stockée peut être utilisée pendant les mois froids. Cette accumulation est stockée avec une amplitude thermique saisonnière entre 20 et 50ºC tout au long de l’année. Cette chaleur est transférée au bâtiment au moyen d’une pompe à chaleur. Cette pompe à chaleur, qui en raison de la température élevée de la source de froid a un COP très élevé, consomme également une partie de l’électricité produite par les panneaux, réduisant ainsi au minimum sa consommation et sa dépendance au réseau.

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