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EN Panneaux solaires thermiques et photovoltaïques – Les Différences
Vous envisagez d’acheter des panneaux solaires pour votre toit. Vous avez découvert qu’il en existe deux types principaux, ceux qui produisent de l’eau chaude : les panneaux solaires thermiques et ceux qui produisent de l’électricité : les panneaux solaires photovoltaïques. Vous n’avez qu’un seul toit. Alors, quelle serait l’utilisation la plus efficace de l’espace dont vous disposez ? Le solaire thermique ou le solaire photovoltaïque ? Des solutions variées existent, Nous pensons que les informations suivantes vous aideront à trouver la vôtre.
Options de stockage de l'énergie :
De grands réservoirs d’eau isolés peuvent être chauffés à différents niveaux pour fournir des températures plus utiles (charge stratifiée). Cette chaleur peut être facilement stockée et utilisée pour chauffer de l’eau ultérieurement. Pour les systèmes domestiques plus petits, le chauffe-eau est chauffé directement, par l’intermédiaire d’un serpentin, et un réservoir plus grand est choisi pour vous permettre de passer les jours sans soleil.
Actuellement, le stockage électrique du surplus de production photovoltaïque utilise des batteries au phosphate de fer lithié (LiFePO4) et coûte plus de 600 €/kWh à installer, ce qui est très cher ! Il est bien sûr possible de stocker l’énergie produite par le système solaire photovoltaïque en chauffant de l’eau, surtout s’il s’agit de sa destination finale.
Entretien :
Les systèmes solaires thermiques nécessitent un entretien annuel et l’antigel doit être remplacé tous les 5 ans, plus fréquemment en cas de stagnation régulière du système (voir le point suivant). Les composants tels que la pompe et le vase d’expansion solaire devront être remplacés au cours des 20 années de vie du système. La fréquence de ces remplacements sera plus élevée si le système fonctionne à des températures plus élevées. Pour un système de plus de 20 m2 (surface des panneaux), il faut prévoir une facture annuelle de 400 € pour l’entretien.
La production et le stockage d’eau chaude à grande échelle avec une grande surface de panneaux solaires sont hydrauliquement complexes. Des échangeurs de chaleur à plaques sont nécessaires de part et d’autre du réservoir thermique. Les échangeurs de chaleur nécessitent le fonctionnement de pompes pour transférer la chaleur, deux du côté solaire du stockage, une du côté de l’eau chaude (la deuxième pompe du côté de l’eau chaude étant remplacée par la pression de l’eau du réseau). Cette complexité de la plomberie fait qu’il est difficile de trouver des ingénieurs compétents sur de tels systèmes. Elle augmente également le risque de panne car il y a plus de pièces tournantes.
Les systèmes photovoltaïques ne nécessitent aucun entretien. Les modules peuvent être lavés de temps en temps s’ils ont été salis, par exemple, par la poussière transportée depuis le désert du Sahara. Le système peut être très bien surveillé par son utilisateur qui peut appeler un technicien photovoltaïque s’il semble avoir un problème de production. Les prévisions de production sont facilement trouvées en utilisant les données des mois équivalents précédents, disponibles après la première année de production de l’installation. La durée de vie des panneaux est estimée à 25-30 ans. Les onduleurs ont une durée de vie de 10 ans.
Limites de production :
La production des systèmes solaires thermiques est limitée par la taille du réservoir thermique auquel ils sont raccordés. S’il était possible d’avoir un réservoir thermique infiniment grand, chaque joule de chaleur solaire pourrait y être envoyé depuis le toit. Avec des réservoirs finis, utilisés pour produire des quantités finies d’eau chaude, ils finissent par atteindre une température maximale à laquelle il n’est plus possible de les utiliser pour le stockage de l’énergie. À ce stade, le système solaire entre en «stagnation»*. Les pompes s’arrêtent et le débit dans les collecteurs tombe à zéro. C’est à ce moment-là que l’on peut obtenir des températures très élevées dans les collecteurs : 200 degrés centigrades ne sont pas rares dans les collecteurs plats et ils peuvent être beaucoup plus élevés avec les tubes sous vide. La pression du système antigel augmente nécessairement à ce moment-là également. Ces températures et pressions élevées provoquent l’usure et la défaillance éventuelle des composants du système solaire. Les composants concernés sont le fluide caloporteur, les joints en caoutchouc, les pompes et le(s) vase(s) d’expansion. C’est pourquoi il est très important d’éviter la stagnation autant que possible. Éviter les phénomènes de stagnation est l’un des principaux critères de dimensionnement correct des composants du système solaire au stade de la conception.
Les systèmes solaires photovoltaïques n’ont pas de limites de production électrique. Ce qui n’est pas utilisé sur le site est rejeté sur le réseau électrique – qui pourrait être considéré comme une batterie de taille infinie. L’opérateur du réseau de distribution peut imposer des limites sur la quantité d’énergie injectée dans son réseau. Toutefois, si cela devait se produire, vous ne devriez pas laisser ces limites externes restreindre vos ambitions solaires ! Les onduleurs modernes sont capables de limiter la quantité d’énergie qu’ils injectent dans le réseau et il existe une myriade de moyens d’augmenter l’autoconsommation, mais nous y reviendrons dans un autre blog . . .
Avantages pour la production excédentaire :
En termes simples, les systèmes solaires thermiques sont pénalisés par la production excédentaire*. S’il y a un surplus d’énergie disponible, le système stagne, ce qui, comme nous l’avons vu plus haut, n’est pas une situation enviable.
La production excédentaire d’électricité par un système photovoltaïque est injectée dans le réseau et payée par votre fournisseur d’électricité selon les règles de l’obligation d’achat en France.
*Sauf si le système solaire thermique est un système drainback, auquel cas le fluide caloporteur s’écoule dans une boîte isolée dans les combles jusqu’à ce qu’il soit à nouveau nécessaire. Les systèmes drainback sont le meilleur type de technologie solaire thermique, mais ils ne sont pas très répandus, ce qui est bien dommage
