Dans un contexte de flambée des prix de l’énergie conjuguée à un durcissement des réglementations environnementales au niveau des bâtiments, le choix du mode de chauffage utilisé s’avère plus que jamais important pour un foyer.
Là où le gaz et le fioul vont peu à peu disparaître de la circulation (ils sont déjà interdits dans les constructions neuves), de nouvelles alternatives bien moins polluantes et utilisant des énergies renouvelables ont vu le jour et sont en passe de se démocratiser.
C’est notamment le cas de la pompe à chaleur qui peut être couplée à une installation photovoltaïque.
Pompe à chaleur couplée aux panneaux solaires : qu’est-ce que ça vaut ? Notre avis sur l’utilisation combinée de ces deux modes de chauffage écologiques.
Qu’est-ce qu’un système solaire combiné ?
Le système solaire combiné (également appelé SSC) est un système de chauffage et de production d’électricité qui utilise les panneaux solaires pour produire de l’énergie thermique et électrique grâce à des capteurs sur le toit (panneaux), un réseau de tuyauteries et des émetteurs de chaleur (radiateurs ou planchers chauffants).
La chaleur produite par les panneaux solaires est utilisée pour chauffer l’eau du circuit de chauffage central ou d’une pompe à chaleur. Le surplus d’énergie est stocké dans une batterie et peut être utilisé pour alimenter le réseau électrique domestique en cas de besoin.
L’installation photovoltaïque n’étant toutefois pas suffisante pour combler tous les besoins en énergie d’une habitation, elle doit alors être combinée à d’autres modes de chauffage d’appoint, notamment dans les périodes où la lumière du jour est moins présente, en automne et en hiver. Le système solaire combiné est un moyen efficace de produire de l’énergie propre et renouvelable. Il peut réduire la facture énergétique d’un foyer tout en contribuant à la limitation de son empreinte carbone à condition de bien choisir le chauffage d’appoint.
Quel chauffage d’appoint avec des panneaux solaires ?
Les panneaux solaires étant parfois insuffisants pour chauffer l’intégralité d’un logement, ils nécessitent bien souvent un chauffage d’appoint notamment pour les pièces moins utilisées. Plusieurs solutions peuvent alors être envisagées par les propriétaires d’installation photovoltaïque.
Le chauffage d’appoint au bois
Il consiste en l’installation d’une chaudière biomasse (poêle à bois, poêle à granulés ou à pellets). Si celui-ci est écologique et très bon marché, il présente néanmoins les inconvénients de ne pouvoir être déplacé entre les différentes pièces, d’être relativement cher à l’achat et de nécessiter un espace de stockage pour le bois.
Le chauffage d’appoint électrique
Le chauffage d’appoint électrique (convecteur, radiateur soufflant électrique, radiateur bain d’huile) présente l’avantage majeur d’être extrêmement abordable à l’achat. Il est également parfaitement mobile, prend peu de place et peut être transporté facilement d’une pièce à l’autre. Il convient ainsi très bien en tant que chauffage d’appoint mais peut vite faire grimper la facture en cas d’utilisation plus intensive.
Le chauffage d’appoint aux hydrocarbures
Le chauffage au pétrole ou au gaz naturel peut également être utilisé en complément d’une installation solaire par l’intermédiaire d’un poêle à pétrole, d’un poêle à gaz à catalyse ou d’un poêle à gaz à brasero. Ces modes de chauffage permettent de chauffer rapidement une pièce et peuvent être transportés facilement. Il s’agit en revanche de combustibles relativement cher et particulièrement polluants.
Peut-on coupler une pompe à chaleur avec des panneaux solaires ?
La pompe à chaleur combinée avec une installation solaire permet une solution de chauffage basée intégralement sur les énergies renouvelables sans aucun recours aux énergies fossiles et offre une autonomie complète en énergie pour un logement. La pompe à chaleur utilise l’air extérieur pour chauffer l’intérieur de la maison, tandis que les panneaux solaires absorbent l’énergie du soleil pour la convertir en électricité. En combinant les deux, vous pouvez réduire considérablement vos factures d’énergie, parfois même jusqu’à 80 % !
Ce couplage vous permet en outre de réduire votre scoring au niveau du nouvel indicateur du coefficient d’énergie primaire non renouvelable (CEP-nr) récemment introduit par la RE 2020. Le photovoltaïque permet en effet de couvrir de 30 à 50 % du besoin d’énergie d’une pompe à chaleur pour que celle-ci puisse fonctionner. C’est donc autant d’électricité économisée.
Le principal inconvénient de cette utilisation mutualisée réside dans les coûts d’installation relativement élevés mais qui peuvent être amortis au bout d’une dizaine et qui peuvent également être minorés parfois même jusqu’à 50 % grâce aux aides des pouvoirs publics pour l’amélioration de la performance énergétique (MaPrimeRenov, aides de l’Anah, TVA à 5,5 %…). Consultez cette page pour obtenir rapidement un devis pour une pompe à chaleur.
Comment fonctionne la pompe à chaleur couplée à des panneaux solaires ?
Une pompe à chaleur est un appareil qui permet de transférer la chaleur d’un lieu vers un autre en utilisant les calories puisées dans l’environnement naturel extérieur (air, eau, sol).
Elle peut être utilisée pour chauffer une maison en hiver en puisant l’énergie thermique contenue dans le sol et l’air extérieur ou rafraîchir une habitation en été dans le cas d’une pompe à chaleur réversible.
Couplée à des panneaux photovoltaïques sur le toit, on parle alors de pompe à chaleur solaire. La pompe à chaleur solaire est ainsi alimentée par l’énergie du soleil, ce qui la rend très efficace, économique et encore plus écologique.
Pour fonctionner, une pompe à chaleur a besoin d’un fluide frigorigène qui circule entre les différents éléments de l’appareil. Ce fluide est capturé par le compresseur, puis refroidi par le condenseur avant d’être renvoyé vers le compresseur. Le cycle se répète jusqu’à ce que la température souhaitée soit atteinte. L’association des deux éléments peut s’avérer particulièrement complémentaire puisque l’installation photovoltaïque peut être utilisée par exemple uniquement pour la production de l’eau chaude lorsque la pompe à chaleur est, elle, chargée de la partie chauffage uniquement.
Le couplage entre pompe à chaleur et panneaux solaires nécessite les éléments suivants :
- Une pompe à chaleur air-eau (aérothermique) pour capturer les calories de l’extérieur ;
- Des panneaux solaires thermiques pour la production d’eau chaude sanitaire ou des panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité ;
- Un ballon tampon permettant le stockage de l’eau chaude ;
- Un système de régulation permettant de paramétrer la vitesse de fonctionnement de la PAC ainsi que de réguler la température et les besoins en énergie entre le système de chauffage central et le chauffage d’appoint.
Combien de panneaux solaires nécessaires pour alimenter une pompe à chaleur ?
A cette question, il n’existe pas de réponse tranchée puisque cela va dépendre de différents facteurs comme la taille et la configuration de la maison, le besoin énergétique du foyer, le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur ou encore l’isolation. On estime toutefois qu’il faut en moyenne entre 10 et 20 panneaux photovoltaïques pour obtenir un rendement optimal pour la pompe à chaleur (coefficient de performance énergétique de 4) afin de répondre à une consommation annuelle moyenne de 10 000 kWh.
Cette variation est dépendante du niveau d’isolation du logement, les 10 panneaux correspondant à une maison neuve ou très bien isolée là où 20 panneaux seront nécessaires pour une maison moins bien isolée. D’une manière générale, cette combinaison n’est cependant pertinente que dans le cas d’un logement relativement bien isolé et équipé de radiateurs à basse température ou encore de planchers chauffants. La présence de ponts thermiques entraîne en effet une sur-sollicitation de l’installation provoquant un recours trop important à l’électricité.
Par ailleurs, une fois que vous aurez installé votre pompe à chaleur et vos panneaux solaires, il est important de bien les entretenir afin qu’ils durent le plus longtemps possible. N’oubliez pas de nettoyer régulièrement vos panneaux solaires pour qu’ils continuent à bien absorber et conduire l’énergie du soleil, et faites attention aux tuyaux de votre pompe à chaleur pour éviter qu’ils ne gèlent en hiver.
Notez également que ce type d’installation combinée permet d’augmenter la durée de vie de la pompe à chaleur parfois jusqu’à 40 % grâce à une sollicitation moindre. Une donnée importante à prendre en compte dans votre calcul de rentabilité. En suivant ces quelques conseils, vous pourrez, selon la configuration de votre logement et vos objectifs de production d’énergie, profiter d’une énergie renouvelable produite de façon autonome et indépendante du réseau public et in fine réaliser d’importantes économies d’énergie.