Dans cette configuration, le circuit thermique de l'ensemble PVT alimente directement l'évaporateur de la pompe à chaleur. Les panneaux PVT agissent comme une source de chaleur plus chaude que l'air extérieur dans des conditions appropriées, permettant à la pompe à chaleur de fonctionner avec une meilleure température de source. Il s'agit généralement de la configuration PVT + pompe à chaleur la plus simple.

Fonctionnement

Le système PVT collecte la chaleur à basse température. Cette chaleur est transférée à l'évaporateur de la pompe à chaleur par le biais d'un circuit de glycol ou de saumure. La pompe à chaleur transforme la chaleur en une température utilisable pour l'eau chaude sanitaire ou le chauffage des locaux. Dans le même temps, le côté photovoltaïque du panneau PVT génère de l'électricité qui compense une partie de la demande en énergie de la pompe à chaleur ou de la pompe de circulation.

Projets sur mesure

Cette configuration est particulièrement adaptée aux nouveaux bâtiments résidentiels, aux maisons unifamiliales, aux petites villas, aux systèmes de chauffage et d'eau chaude sanitaire de faible complexité, ainsi qu'aux projets où les systèmes PVT et pompe à chaleur peuvent être dimensionnés ensemble dès le départ.

Vérifications Clés de la Conception

Avant de choisir la connexion directe, les EPC doivent confirmer la compatibilité de la pompe à chaleur avec le fluide source glycol ou saumure, la température minimale et maximale d'entrée de l'évaporateur, la taille requise du générateur PVT, le débit dans le circuit PVT, les exigences en matière de protection contre le gel et la logique de contrôle entre le circuit PVT et le fonctionnement de la pompe à chaleur.

Principale limitation

La principale limitation est la flexibilité d'intégration. La pompe à chaleur et le champ PVT doivent être sélectionnés comme un seul système. Si la pompe à chaleur n'est pas adaptée à un circuit source PVT, ou si le projet comporte déjà une pompe à chaleur existante, une configuration avec un réservoir tampon peut être plus sûre.

Dans cette configuration, l'ensemble PVT chauffe un réservoir tampon à basse température. La pompe à chaleur utilise ensuite le réservoir tampon comme source d'énergie. Cela ajoute un composant supplémentaire, mais cela peut rendre le système plus facile à contrôler et plus adapté aux charges variables.

Fonctionnement

Les panneaux PVT transfèrent la chaleur vers un réservoir tampon. Le réservoir tampon stocke la chaleur à basse température et atténue la différence entre le moment de collecte solaire et le moment de demande de la pompe à chaleur. Lorsque la pompe à chaleur est en marche, elle tire la chaleur du réservoir tampon au lieu de la tirer directement de l'ensemble PVT.

Projets sur mesure

Cette configuration est adaptée aux projets de modernisation résidentielle, aux bâtiments à demande de chauffage variable, aux projets où le fonctionnement de la pompe à chaleur ne correspond pas toujours à la collecte solaire, aux grandes maisons ou aux petits bâtiments commerciaux, et aux systèmes où une température de source plus stable est nécessaire.

Pourquoi le buffer est utile

Le réservoir tampon assure l'inertie thermique. Il réduit les cycles courts, aide à contrôler la température de la source et sépare le circuit de collecte PVT du fonctionnement de la pompe à chaleur. Pour les projets de modernisation, cette séparation peut faciliter l'intégration du système car la configuration existante de la pompe à chaleur ou du système hydraulique peut ne pas être conçue pour une connexion directe PVT.

Principale limitation

Le réservoir tampon entraîne des coûts supplémentaires, des besoins en espace, des pertes de chaleur et une complexité de contrôle accrue. Si le projet est de petite taille et que la pompe à chaleur peut être directement associée à la source PVT, la configuration 1 peut être plus simple.

Dans cette configuration, le système PVT contribue directement au stockage d'eau chaude sanitaire lorsque les conditions solaires sont favorables. La pompe à chaleur fournit un apport thermique de secours ou un élément de chauffage final lorsque la production PVT n'est pas suffisante. Cette option est particulièrement pertinente pour les bâtiments ayant une forte demande en eau chaude tout au long de l'année.

Fonctionnement

Le circuit thermique PVT transfère la chaleur vers un réservoir de stockage d'eau chaude sanitaire. Pendant les périodes d'intensité solaire élevée, en particulier en été, le système PVT peut préchauffer ou chauffer partiellement l'eau chaude domestique directement. Lorsque la contribution solaire est insuffisante, la pompe à chaleur augmente la température de l'eau jusqu'au point de consigne requis.

Pour les applications directes d'eau chaude sanitaire, la température cible requise est importante. Le PVT non vitré est généralement plus adapté comme source pour une pompe à chaleur basse température, tandis que les configurations ciblant des températures solaires thermiques directes plus élevées peuvent bénéficier de spécifications de panneaux PVT différentes.

Projets sur mesure

Cette configuration convient aux hôtels, hôpitaux, résidences étudiantes, immeubles d'habitation, bâtiments commerciaux ayant une demande en eau chaude sanitaire (EHS) toute l'année, ainsi qu'aux projets où la charge d'eau chaude en été est élevée.

Vérifications Clés de la Conception

Les EPC doivent confirmer le profil de consommation quotidienne d'ECS, le volume de stockage d'ECS, la température de livraison requise, les exigences en matière de contrôle de la Legionella, la question de savoir s'il est préférable d'utiliser une chauffe directe PVT ou un surpompage par pompe à chaleur, ainsi que la logique de contrôle saisonnier entre le PVT et la pompe à chaleur.

Principale limitation

Le système nécessite une bonne logique de contrôle. En été, l'utilisation directe de l'énergie solaire thermique peut être priorisée. En hiver, la pompe à chaleur peut devenir la principale source de chaleur, avec le PVT servant de source de soutien à basse température. Si la stratégie de contrôle n'est pas claire, le système peut devenir inutilement complexe.

Dans cette configuration, le système PVT soutient la pompe à chaleur pour le chauffage des locaux ou la production d'eau chaude sanitaire, tandis que l'énergie thermique excédentaire peut être utilisée pour le chauffage de la piscine, surtout en été. Ceci est utile car les piscines peuvent agir comme un grand dissipateur thermique qui absorbe la chaleur à basse température sur de longues périodes.

Fonctionnement

Le panneau PVT collecte la chaleur et la fournit au circuit source de la pompe à chaleur ou directement au circuit de chauffage de la piscine, en fonction de la température du système et de la demande. Lorsque la demande en chauffage ou en ECS est faible, la piscine absorbe l'énergie thermique excédentaire. Cela permet d'éviter le gaspillage de chaleur pendant les saisons chaudes.

Projets sur mesure

Cette configuration convient aux hôtels dotés de piscines, aux complexes hôteliers, aux installations sportives, aux centres de bien-être, aux écoles ou aux campus disposant d'installations aquatiques, ainsi qu'aux projets commerciaux comportant à la fois des charges de production d'eau chaude sanitaire et de piscine.

Pourquoi le chauffage de la piscine améliore l'utilisation

De nombreux systèmes solaires thermiques sont confrontés à un désynchronisme entre la disponibilité de l'énergie solaire et la demande en chauffage. En été, la demande en chauffage est faible, mais la disponibilité de l'énergie solaire est élevée. Une bassine peut absorber la chaleur à basse température de manière continue, ce qui en fait un réservoir thermique utile. Cela peut améliorer l'utilisation thermique annuelle des systèmes PVT et réduire le risque de stagnation dans les conceptions appropriées.

Principale limitation

Le système hydraulique devient plus complexe. Le contrôleur doit déterminer si l'énergie thermique doit être acheminée vers la source de la pompe à chaleur, le réservoir d'eau chaude sanitaire, le circuit de la piscine ou une autre charge prioritaire. Cette configuration n'est généralement pas nécessaire pour les bâtiments résidentiels simples.

Tous les toits ne devraient pas être entièrement recouverts de panneaux PVT. Dans de nombreux bâtiments commerciaux, la meilleure solution est un toit mixte : des panneaux PVT là où l'énergie thermique est utile, et des panneaux PV standards là où seule la production d'électricité est nécessaire.

Fonctionnement

Une partie du toit est réservée aux panneaux PVT connectés à la pompe à chaleur ou au système thermique. La surface restante du toit est équipée de modules photovoltaïques standard afin de maximiser la production d'électricité. La zone PVT est dimensionnée en fonction de la demande thermique et des besoins de la source de la pompe à chaleur. La superficie des installations photovoltaïques est dimensionnée en fonction de la demande électrique, de la stratégie d'exportation vers le réseau ou des objectifs d'autoconsommation.

Projets sur mesure

Cette configuration est adaptée aux grands toits commerciaux, aux hôtels, aux usines, aux écoles, aux hôpitaux, aux entrepôts ayant des besoins en eau chaude sanitaire ou de bureau, ainsi qu'aux bâtiments présentant des charges thermiques et électriques.

Logique d'attribution des toits

Principale limitation

Le projet nécessite une coordination entre deux types de panneaux, deux conceptions de système et parfois deux équipes d'installation. L'aménagement, le câblage, le tracé des tuyaux, l'accès pour la maintenance et le chargement du toit doivent être pris en compte dès le début du processus de conception.

Dans cette configuration, les panneaux PVT agissent comme source de chaleur pour une pompe à chaleur eau-sel ou eau-liquide. Dans certains projets, le PVT peut réduire la dépendance aux boucles de terre ou aux forages. Cette option est particulièrement intéressante dans les zones urbaines où le forage est coûteux, limité ou impossible.

Fonctionnement

Le circuit thermique PVT fait circuler la saumure ou le glycol à travers les panneaux. Cette boucle d'alimentation se connecte à une pompe à chaleur eau-saline, de la même manière qu'une boucle de terre se connecterait normalement au côté évaporateur. La pompe à chaleur extrait la chaleur à basse température du circuit PVT et la transforme pour le chauffage des locaux ou la production d'eau chaude sanitaire.

Recherche publiée dansMagazine PV Des études académiques ont documenté des simulations de performances saisonnières des panneaux PVT dans les systèmes de pompes à chaleur à eau saumâtre pour le chauffage des maisons unifamiliales, montrant que le concept est techniquement viable dans des conditions appropriées.

Projets sur mesure

Cette configuration est adaptée aux bâtiments urbains où le forage est interdit, aux projets de modernisation avec une superficie au sol limitée, aux sites où le coût du forage est trop élevé, aux projets utilisant des pompes à chaleur eau-saline et aux bâtiments qui recherchent à la fois l'électricité solaire et une source de chaleur à basse température.

Vérifications Clés de la Conception

Les EPC doivent confirmer la température minimale des sources en hiver, la taille des panneaux PVT par rapport à la demande thermique du bâtiment, l'enveloppe de fonctionnement de la pompe à chaleur, la concentration de la saumure ou du glycol, la stratégie de dégivrage ou de protection contre le gel, ainsi que les attentes en matière de performances saisonnières.

Principale limitation

La température de la source PVT varie davantage que la température du sol. Les boucles de terre sont généralement plus stables, tandis que la production des panneaux photovoltaïques dépend du rayonnement solaire, de la température ambiante, du vent et de la saison. Cela signifie qu'une dimensionnement minutieux est essentiel. Pour certains projets, la méthode PVT peut réduire la taille du forage plutôt que remplacer complètement la boucle de terre.