Côté magazine

Côté magazine

Après des années de développement tous azimuts, les industriels se fixent sur les technologies bien maîtrisées. L’amélioration des solutions passe par la gestion intelligente de la ressource.

Si les industriels du secteur photovoltaïque poursuivent leurs recherches et développements sur les panneaux solaires pour en améliorer les rendements, les équipements affichent actuellement un optimum de rendement d’environ 20 % ; il est de 22 % avec des cellules monocristallines, 25 % avec des capteurs de technologie dite d’« hétérojonction ». Les débats se situent désormais sur d’autres terrains. À savoir : comment mieux exploiter l’énergie disponible ?

Rendement élevé, performance stable, disponible en versions hybrides, associée à d’autres équipements techniques ou couplée à la mobilité : la solution photovoltaïque s’intègre désormais dans les offres énergétiques innovantes. Panneaux Spring hybrides de DualSun. Photo : DualSun

Des produits adaptés aux contraintes des bâtiments

La filière bâtiment connaît les nombreux freins à l’installation d’une toiture photovoltaïque. Les principaux reposent sur les contraintes de structures et d’intégration architecturales. Ce dernier semble bel et bien contourné par la proposition d’Edilians de tuiles solaires de couleur rouge. Certes, il ne s’agit pas d’un produit performant, puisque le changement de teinte lui fait pratiquement perdre 20 % de capacité : 59 Wc pour un grand module de 16 cellules contre 75 Wc pour la version noire. Le concepteur qui augmentera la surface de captage en conséquence sera aussi déçu : leur coût est plus important. Il reste que cette solution était attendue depuis pratiquement quinze ans et permet de la développer sans difficulté. Pour les usagers qui souhaitent produire leur eau chaude sanitaire et leur électricité avec leur toit, la solution hybride de DualSun devient très populaire ; elle est pourtant disponible depuis une dizaine d’années… Elle devrait par ailleurs bénéficier de l’élan fourni par le projet européen Sun Horizon.

Le tuilier européen Edilians répond à la demande d’installation de toits solaires en neuf et en rénovation dans les zones de protection du patrimoine architectural urbain et paysager en déclinant ses modules solaires dans une version de teinte terre cuite. Photo : Edilians

Coupler pour optimiser

Le principe sur lequel il se fonde avait été lancé au milieu des années 2000 par l’entreprise Airwell : associer des capteurs photovoltaïques à une pompe à chaleur pour augmenter son coefficient de performance au regard de l’énergie de réseau consommée. Similaire, Sun Horizon diffère par son ambition : il embarque vingt partenaires – des fournisseurs de capteurs solaires thermiques et photovoltaïques, de pompes à chaleur, de ballons de stockage, des énergéticiens, des laboratoires et des universités – et s’adapte aux besoins de neuf pays européens, de la Norvège à l’Espagne. Cette recherche vise une optimisation quasi intégrale des solutions mises en œuvre, qu’il s’agisse de chauffage ou de rafraîchissement, et quel que soit le climat : froid, tempéré ou chaud. En France, les principaux acteurs investis dans ce projet sont le CEA, le fabricant de pompes à chaleur gaz BoostHeat et DualSun. Le travail d’ingénierie a d’ores et déjà abouti à la définition de cinq ensembles technologiques qui répondent aux besoins de confort tout au long de l’année. Depuis quelques mois, ils sont mis à l’épreuve dans huit bâtiments (résidentiels, tertiaires, centre de sport), en Allemagne, Belgique, France et Espagne. Les économies de coûts d’exploitation visées sont de 30 à 85 %. L’échéance de la démonstration est fixée à la fin de l’année 2023

(voir le site https://sunhorizon-project.eu).

D’un niveau de 375 W/m², la série Spring de DualSun fait aussi partie des matériels permettant d’optimiser les installations.

Vers l’autonomie énergétique

Comment synchroniser efficacement la production solaire et la consommation d’énergie ? Question cruciale quand on sait que, en très peu de temps, la production d’électricité sur site s’accompagnera d’une électrification de la majorité des usages résidentiels et, vente de véhicules électriques oblige, de ceux liés à la mobilité. Cependant, avec les tableaux électriques actuellement installés, difficile de dépasser un ratio d’autoconsommation de plus de 30 %. Pour résoudre cette difficulté, Schneider Electric prépare la sortie, au printemps 2022, d’un gestionnaire d’énergie spécifiquement adapté aux futurs équipements résidentiels. Nommé Wiser Energy Center, cet élément à placer à proximité de la gaine technique logement a pour fonction de recevoir :

– les informations de l’ensemble des sources d’énergie du bâtiment (réseau, capteurs photovoltaïques, batteries de stockage, voire générateur d’électricité) ;

– et celles des différents équipements à alimenter (pompes à chaleur, chauffe-eau et recharge des véhicules électriques).

L’informatique embarquée dans ce tableau électrique a pour but de gérer les usages et de porter l’autoconsommation à un optimum de 80 %. Autre fonction possible : limiter l’appel de puissance sur le réseau à celui fixé par le contrat. Toutes les fonctions de contrôle sont accessibles par smartphone. Ce développement d’une intelligence entre la production d’électricité sur site et les consommations du bâtiment va-t-il engendrer une révolution ? André Joffre, PDG du bureau d’études Tecsol et observateur de la filière solaire, en est convaincu. Selon lui, les signaux forts de ces évolutions sont lisibles à travers les technologies de communication actuellement développées par des fournisseurs tels que Enphase ou Tesla. Enphase s’est imposé comme fabricant de micro-onduleurs à fixer au dos de chaque capteur et dont l’intérêt est d’augmenter la production globale d’électricité sur un site. Son catalogue est complété de batteries et d’une solution de gestion d’énergie connectée qui donne la main pour utiliser l’énergie, la stocker ou la rejeter sur le réseau. Même chose chez Tesla. Avec ses tuiles photovoltaïques et ses batteries Powerwall promises depuis des années, le tout associé aux véhicules électriques, cet industriel promet une quasi-autonomie énergétique des logements. Disponibles dès le printemps 2022, ces composants en rupture totale avec les habitudes de conception prises depuis des décennies semblent pourtant en phase avec les attentes globales en matière de maîtrise de l’énergie et de réduction des émissions de carbone.

Bernard Reinteau

Cet article est extrait de Planète Bâtiment n°67 > Consulter la version numérique <