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Energie solaire, quelle solution choisir ?

vendredi 29 mai 2009, par Bernard

Comme vous pouvez le constater sur ce site, je viens d’expérimenter 2 méthodes pour récupérer de l’énergie solaire : la production d’eau chaude sanitaire et le photovoltaïque (vous trouverez ma production 2009-2010 en pièce jointe à la fin de cet article). Il en existe d’autres, par exemple pour le chauffage de la maison. Je vous propose de faire un point sur mon expérience.

Le rendement des panneaux solaires thermiques est de l’ordre de 85 %, ceux des capteurs photovoltaïques de 14 %, soit 6 fois moins ! Même si on peut espérer que ces derniers peuvent encore s’améliorer, les règles de la thermodynamique font qu’il est plus facile d’obtenir de la simple chaleur qu’une énergie noble comme l’électricité.

Ces rendements sont donnés pour un ensoleillement au zénith. Si le ciel est nuageux, les panneaux photovoltaïques fournissent une énergie réduite certes, mais entièrement exploitable. Si la température dans les panneaux solaires thermiques atteignent une trentaine de degrés, c’est insuffisant pour l’eau chaude sanitaire (il faut utiliser une énergie d’appoint, mais avec une diminution de consommation). Ça peut être suffisant pour un plancher chauffant, mais dans ce cas, il faut une surface de capteurs suffisante qui ne servira pas quand l’ensoleillement sera plus important.

Le solaire thermique permet d’utiliser directement cette énergie pour ses propres besoins. Quand on n’en a pas besoin, par exemple lors des voyages, elle n’est pas consommée, donc perdue. Ce qui est paradoxal, c’est que plus on consomme, plus elle devient rentable, ce qui ne va pas dans le sens des économies d’énergie !

Au niveau thermodynamique, il est plus facile de récupérer de la chaleur pour une basse température (chauffage) que pour une température plus importante (eau chaude sanitaire), et c’est encore plus difficile de la convertir en énergie noble (électricité).

Notre besoin en énergie va dans l’autre sens : le chauffage est utile quand le soleil fournit moins d’énergie en hiver, l’eau chaude sanitaire demande moins d’énergie en été qu’en hiver alors que l’électricité est utile toute l’année (surtout quand on utilise une autre énergie pour le chauffage et l’eau chaude).

Si je fais le bilan de l’énergie récupérée pour l’eau chaude sanitaire : 1200 kWh pour 1 an et 4 m² de capteurs, ce qui fait 300 kWh par m² et par an. Pour le photovoltaïque, l’estimation est d’environ 150 kWh par m² et par an, soit uniquement un rapport de 2 au lieu de 6 théoriques ! Ce qui fait qu’en réalité je ne récupère que le 1/3 de l’énergie que peuvent fournir les panneaux (ou que je n’ai pas besoin des 2/3 quand ils sont produits).

Si j’avais un ballon de 300 litres, ce qui est préconisé pour 4 personnes, je pense que le rendement global serait meilleur, mais quand nous ne serons à nouveau plus que 2, il y aura encore plus d’énergie non utilisée. Avec le photovoltaïque reliée au réseau, la quasi totalité de l’énergie fournie par l’onduleur est utilisée, une sacrée différence !

En revanche, il ne faut pas utiliser l’énergie photovoltaïque directement pour le chauffage, à moins d’utiliser des pompes à chaleur (géothermie ou aérothermie), ni pour l’eau chaude et utiliser directement les énergies fossiles comme le gaz dans une chaudière à condensation qui permet d’obtenir un très haut rendement.

A ce propos, le choix du solaire thermique uniquement pour l’eau chaude sanitaire, et l’utilisation exclusive du gaz pour le chauffage (via un plancher chauffant) peut sembler un mauvais choix. Mais cette possibilité n’existait pas en pratique et la récupération de l’énergie par la condensation des fumées n’a lieu qu’en dessous du point de rosée qui est de 57° pour le gaz naturel. Pour le chauffage par le sol, une température inférieure est largement suffisante, mais l’eau chaude sanitaire a souvent besoin d’une température de chauffe supérieure. Ce qui fait que le complément solaire avec une petite surface de capteurs se justifie entièrement dans ce cas !

Le tarif avantageux du rachat du kWh photovoltaïque fait qu’il est beaucoup plus rentable de privilégier ce choix. Mais dans le domaine de l’énergie, aucune solution unique ne doit être adoptée et l’utilisation de l’électricité pour l’eau chaude ou le chauffage doit être évitée (sauf avec des pompes à chaleurs qui restituent une partie des pertes dues à la conversion de la chaleur en électricité).

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