Explication des panneaux solaires PVT : comment un seul module de toiture produit à la fois de l’électricité et de l’eau chaude

2026/03/23 11:50

Guide technologique PVT

Panneaux solaires PVT : comment un seul module produit à la fois de l’électricité et de la chaleur

Un guide technique et commercial destiné aux promoteurs de projets, aux entreprises d'ingénierie, d'approvisionnement et de construction (EPC) et aux équipes d'approvisionnement évaluant les systèmes solaires hybrides PVT pour les bâtiments, les usines et les projets de réseaux énergétiques urbains.

Qu'est-ce qu'un panneau solaire PVT ?

Un panneau solaire PVT (photovoltaïque-thermique) est un module hybride qui produit de l'électricité et récupère simultanément de l'énergie thermique sur une même surface. Contrairement à un module PV classique qui convertit environ 20 % du rayonnement solaire en électricité et dissipe le reste sous forme de chaleur, un panneau PVT récupère cette énergie thermique grâce à un échangeur de chaleur intégré et l'utilise dans un circuit d'eau chaude sanitaire ou de chauffage.

Il en résulte une unité de toiture unique qui produit deux types d'énergie — électricité et chaleur — avec un rendement système combiné de 70 % à 88 %, selon la conception, le climat et la stratégie d'intégration. La technologie PVT est ainsi particulièrement pertinente pour les projets où les besoins en électricité et en chaleur coexistent, comme les hôtels, les hôpitaux, les usines, les écoles et les immeubles d'habitation collectifs.

Distinction clé :Les panneaux photovoltaïques produisent uniquement de l'électricité. Les capteurs solaires thermiques produisent uniquement de la chaleur. Les panneaux PVT produisent les deux sur une même surface au sol, réduisant ainsi la surface totale de toiture requise jusqu'à 40 % par rapport aux systèmes photovoltaïques et thermiques séparés.

Comment fonctionne un panneau PVT ?

Un module PVT est constitué d'une couche de cellules photovoltaïques collée à un substrat absorbant la chaleur ou couplée thermiquement à celui-ci. La lumière du soleil frappe les cellules PV, générant de l'électricité. La fraction du rayonnement solaire que les cellules PV ne peuvent convertir (généralement 70 à 80 % du total) est dissipée sous forme de chaleur. Dans un panneau PV classique, cette chaleur augmente la température des cellules et réduit le rendement électrique. Dans un panneau PVT, un fluide caloporteur (eau, glycol ou air) circule dans des canaux situés sous ou derrière les cellules PV, absorbant cette énergie thermique et l'évacuant.

Cette conception à double fonction crée une boucle de rétroaction : l’extraction de chaleur de la surface des cellules photovoltaïques permet de maintenir leur température à un niveau bas, ce qui améliore le rendement de conversion électrique. Parallèlement, le circuit thermique récupère la chaleur utile à des températures comprises entre 25 °C et 75 °C, selon l’architecture du système et le débit.

Trois sous-systèmes principaux

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Couche PV

Les cellules monocristallines ou polycristallines convertissent la lumière du soleil en électricité continue. Leur rendement se situe généralement entre 20 % et 23,3 %, la puissance de sortie étant mesurée en watts-crête (Wc).

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Absorbeur thermique

Une plaque métallique (en cuivre ou en aluminium) avec des canaux de fluide intégrés se trouve directement sous les cellules photovoltaïques. Il absorbe la chaleur perdue et la transfère au fluide circulant par conduction.

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Circuit de transfert de chaleur

Un système de tuyauterie en circuit fermé fait circuler de l'eau ou du glycol à travers l'absorbeur, transfère la chaleur collectée vers un réservoir de stockage ou un échangeur de chaleur, et renvoie le fluide refroidi au panneau.

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Système de contrôle

Des capteurs surveillent la température du panneau, la température du fluide et le débit. Un contrôleur active la pompe de circulation lorsque la chaleur est utile et l'arrête pendant les périodes de faible rayonnement.

Le PVT en chiffres

88% Rendement total du système (électricité + chaleur)

23,3% Rendement électrique des cellules photovoltaïques

40% Gain d'espace sur le toit par rapport à une installation photovoltaïque et thermique séparée.

Types de panneaux PVT : quelle architecture convient à votre projet ?

Les panneaux PVT ne sont pas tous identiques. Le choix entre différents types dépend des objectifs de votre projet : production d’électricité, production de chaleur ou respect d’une plage de températures spécifique pour le chauffage industriel ou l’intégration d’une pompe à chaleur.

Type PVT-E : Hybride à priorité électrique

Les panneaux PVT-E sont conçus pour les projets où les économies d'électricité constituent le principal moteur de rentabilité. L'absorbeur thermique offre un avantage secondaire : il refroidit les cellules photovoltaïques pour maintenir un rendement électrique optimal tout en fournissant une production d'eau chaude modérée. Ce type de panneau est parfaitement adapté aux bâtiments commerciaux, aux parcs de bureaux et aux projets raccordés au réseau où les tarifs de rachat ou les économies réalisées grâce à l'autoconsommation sont prépondérants dans le modèle financier.

Type PVT-T : Hybride à priorité thermique

Les panneaux PVT-T mettent l'accent sur la collection thermique. La conception de l'absorbeur maximise le captage de chaleur et le système fournit des températures d'eau plus élevées au détriment d'une puissance électrique légèrement inférieure. Ce type convient aux hôtels, hôpitaux, dortoirs et installations de transformation des aliments ayant une demande importante en eau chaude.

TP/V Pro : Module intégré de nouvelle génération

Le TP/V Pro représente la dernière évolution en matière de conception PVT, avec une gestion thermique améliorée et une architecture de refroidissement avancée. Il est destiné aux projets nécessitant à la fois une conversion électrique élevée et une puissance thermique importante, tels que les réseaux de chaleur et de froid urbains, les sites industriels et les installations de pompes à chaleur hybrides.

Comparatif des panneaux PVT : gamme de produits Soletks

Paramètre	Type PVT-E	Type PVT-T	TP/V Pro
Objectif principal	Production d'électricité	Collecte thermique	Double sortie symétrique
Efficacité des cellules photovoltaïques	23,3%	20 à 22 %	23,3%
Rendement thermique maximal	~55%	~71%	71 %
Efficacité globale du système	~75%	~85%	88%
Puissance du module (Wc)	~340 W	~300 W	336,3 W
Température maximale de l'eau chaude	~55°C	~75°C	75°C
Plage de fonctionnement	-25°C à +70°C	-25°C à +80°C	-25°C à +80°C
Dimensions (mm)	1800 × 1080 × 35	1800 × 1080 × 45	1800 × 1080 × 48
Poids	~32 kg	~36 kg	38 kg
Type de connecteur	MC4	MC4	MC4
Meilleur ajustement	Parcs commerciaux et de bureaux connectés au réseau	Hôtels, hôpitaux, dortoirs	Réseaux de chaleur urbains, industriels, systèmes de pompes à chaleur

Soletks TP/V Pro — Module PVT phare

Intègre la production d'énergie solaire, le chauffage, le stockage d'énergie et la recharge de véhicules électriques sur une plateforme unique. Conçue pour un déploiement commercial et industriel à grande échelle.

88% Efficacité globale du système

336,3 W Puissance de sortie du module

75°C Température maximale de l'eau chaude

1500 V Tension maximale du système

PVT vs. PV standard vs. solaire thermique : quand le PVT est-il judicieux ?

Le choix entre un système photovoltaïque (PVT) et un système photovoltaïque (PV) ou un système solaire thermique (SST) autonome n'est pas automatique. Cette décision doit être guidée par le profil de consommation énergétique du bâtiment, la surface de toiture disponible et la structure des coûts énergétiques.

Choisissez PV standard quand :

Le bâtiment a des besoins minimes en eau chaude et en chauffage. L'autoconsommation ou la revente d'électricité constitue son unique source de revenus. La surface de toiture n'est pas limitée. On peut citer comme exemples les entrepôts, les centres de données et les installations frigorifiques.

Choisir l'énergie solaire thermique quand :

Ce projet nécessite une source de chaleur à haute température (supérieure à 80 °C) pour des procédés industriels. La consommation électrique est négligeable. L'efficacité thermique maximale par mètre carré est prioritaire. Parmi les applications possibles, citons le séchage des aliments, le traitement textile et le préchauffage chimique.

Choisissez PVT quand :

Un même bâtiment présente des besoins à la fois électriques et thermiques. La surface de toiture étant limitée, elle doit assurer une double production. L'intégration d'une pompe à chaleur est prévue (la technologie PVT constitue la source basse température idéale). On peut citer comme exemples les hôtels, les hôpitaux, les écoles, les usines avec dortoirs et les réseaux de chauffage urbain.

Évitez la PVT lorsque :

Les besoins en chaleur pour le procédé dépassent 80 °C et le circuit ne comprend pas de pompe à chaleur. Le bâtiment ne consomme pas d'eau chaude sanitaire. Les contraintes budgétaires imposent uniquement le coût initial le plus bas par watt d'électricité.

PVT + Pompe à chaleur : La combinaison haute efficacité

L'un des principaux atouts commerciaux de la technologie PVT réside dans son intégration aux pompes à chaleur. Un panneau PVT produit de la chaleur dans la plage de 25 à 55 °C, température idéale pour une pompe à chaleur eau-eau. En injectant la chaleur produite par le panneau PVT dans l'évaporateur de la pompe à chaleur, le système atteint des COP (coefficient de performance) nettement supérieurs aux solutions utilisant des pompes à chaleur air-air, notamment sous les climats froids.

La logique d'intégration suit une chaîne de priorités claire : les panneaux PVT captent la chaleur solaire et produisent de l'électricité pendant la journée. La chaleur produite alimente un ballon tampon ou directement la pompe à chaleur. Celle-ci élève la température jusqu'au point de consigne (généralement entre 55 et 65 °C pour l'eau chaude sanitaire ou le chauffage). Une chaudière d'appoint (à gaz ou électrique) prend le relais lors des pics de consommation ou des périodes prolongées de faible ensoleillement. Parallèlement, la production d'électricité des panneaux PVT compense la consommation électrique de la pompe à chaleur, créant ainsi un circuit de chauffage quasi autonome.

Avantage au niveau du système :Les systèmes PVT associés à une pompe à chaleur permettent de réduire la consommation énergétique totale de chauffage d'un bâtiment de 40 à 60 % par rapport aux systèmes classiques utilisant uniquement une chaudière, tout en produisant de l'électricité qui compense la consommation du compresseur. Des études indiquent que ces systèmes combinés peuvent couvrir jusqu'à 45 % des besoins totaux en chauffage grâce à l'énergie solaire.

Vous prévoyez un projet PVT + pompe à chaleur ?Notre équipe d'ingénieurs fournit gratuitement des calculs de charge thermique et des recommandations de configuration système.

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Scénarios d'application des panneaux solaires PVT

Bâtiments commerciaux : hôtels, hôpitaux, écoles

Ces installations combinent des charges électriques importantes (éclairage, CVC, équipements) avec une demande continue d'eau chaude (chambres d'hôtes, cuisines, buanderie, stérilisation). Les panneaux PVT répondent aux deux simultanément, réduisant le nombre total d'unités sur le toit et simplifiant l'équilibre du système. Un hôtel de 100 chambres, par exemple, peut avoir besoin de 3 500 à 5 000 litres d’eau chaude par jour à 50°C. Un réseau PVT dimensionné pour cette charge thermique produira également une électricité significative, généralement suffisante pour compenser 15 à 30 % de la consommation électrique des zones communes.

Dortoirs d'usine et logements pour ouvriers

Les sites industriels dotés de dortoirs sur place présentent un double profil énergétique : l'atelier de production nécessite de l'électricité de process, tandis que le bâtiment des dortoirs requiert de l'eau chaude sanitaire à une température comprise entre 40 et 55 °C. Les panneaux PVT installés sur les toits des dortoirs permettent de répondre à ces deux besoins. Sur la base d'une consommation de référence de 50 à 75 litres par personne et par jour, un dortoir accueillant 500 travailleurs nécessite environ 25 000 à 37 500 litres d'eau chaude quotidiens. L'électricité produite par les panneaux PVT peut être réinjectée dans le réseau de distribution de l'usine, permettant ainsi de réduire les coûts liés aux pointes de consommation.

Chauffage urbain et campus multi-bâtiments

Pour les projets impliquant plusieurs bâtiments (campus universitaires, bases militaires, quartiers résidentiels), les panneaux photovoltaïques peuvent alimenter un réseau thermique centralisé. La chaleur produite à basse ou moyenne température s'intègre naturellement aux réseaux de chauffage urbain fonctionnant à des températures de 40 à 60 °C. Associés à un stockage thermique saisonnier, les réseaux de chauffage urbain à base de panneaux photovoltaïques ont démontré des taux d'ensoleillement supérieurs à 50 % tout au long de l'année dans les climats d'Europe centrale.

Préchauffage des procédés industriels

Dans les usines dont les besoins en chaleur de procédé sont inférieurs à 80 °C, des panneaux PVT peuvent être utilisés pour préchauffer l'eau ou les matières premières avant leur entrée dans une chaudière ou un échangeur de chaleur classique. Ceci permet de réduire la consommation de combustible de la chaudière de 30 à 50 % sous des climats favorables. Les applications typiques incluent la transformation des aliments et des boissons, le lavage des textiles, la préparation pharmaceutique et la dilution chimique. L'électricité produite compense simultanément les besoins en pompage, en éclairage ou en air comprimé.

Dimensionnement d'un système PVT : Principaux paramètres

Le dimensionnement correct des systèmes PVT ne se fait pas au hasard. Il nécessite quatre éléments principaux : la charge thermique journalière (calculée à partir de la demande en eau chaude, de l’élévation de température et des habitudes d’utilisation), la charge électrique journalière (ou le pourcentage de compensation cible), la surface de toiture disponible (en tenant compte de l’inclinaison, de l’orientation et de l’ombrage) et les données locales d’irradiation solaire (GHI annuel et distribution mensuelle).

Le calcul de la charge thermique suit la même formule que pour tous les systèmes solaires thermiques : Q (kWh/jour) = 1,163 × V (m³) × ΔT, où V représente le volume journalier d’eau chaude sanitaire en mètres cubes et ΔT l’élévation de température entre l’entrée et la température de consigne. Une fois Q connu, la surface de capteurs requise est déterminée en divisant Q par le rendement solaire journalier par mètre carré (qui dépend de l’éclairement, du rendement des panneaux et de la fraction solaire cible).

Le dimensionnement électrique est cumulatif : la surface totale du champ photovoltaïque, une fois déterminée pour la charge thermique, produira une quantité d'électricité calculable en fonction de la puissance crête (Wc) du module et de l'ensoleillement maximal local. Si la production électrique est insuffisante, des panneaux photovoltaïques standard supplémentaires peuvent compléter le champ sans incidence sur le dimensionnement thermique.

Règle générale :Dans les régions bénéficiant d'un ensoleillement annuel de 1 400 à 1 800 kWh/m², un module TP/V Pro (336,3 Wc, rendement thermique maximal de 71 %) produira environ 500 à 650 kWh d'électricité et 800 à 1 100 kWh d'énergie thermique par an. La production réelle dépend de l'inclinaison, de l'ombrage et de la conception de l'intégration.

Modèle financier : retour sur investissement et délai de récupération pour les systèmes PVT

La rentabilité des systèmes photovoltaïques et thermiques repose sur deux sources de revenus : les économies d’électricité (ou les revenus d’exportation) et les économies thermiques (réduction de la consommation de combustibles). Cette structure à double avantage permet généralement un retour sur investissement plus rapide que les systèmes photovoltaïques ou thermiques autonomes, à condition que les deux types de charges soient réellement présents dans le projet.

Voici un modèle simplifié d'économies annuelles pour une installation PVT commerciale : économies annuelles d'électricité = production électrique du système PVT (kWh) × prix local de l'électricité ($/kWh), plus économies thermiques annuelles = volume de combustible évité × prix unitaire du combustible. Le total des économies annuelles, moins les coûts annuels d'exploitation et de maintenance, donne le bénéfice annuel net. Délai de retour sur investissement = coût total du système ÷ bénéfice annuel net.

Pour les projets situés dans les régions de latitude moyenne (Europe du Sud, Moyen-Orient, Asie du Sud-Est, Amérique latine), le délai d'amortissement des systèmes PVT bien conçus se situe généralement entre 4 et 7 ans, en fonction des prix locaux de l'énergie et des incitations disponibles. Le facteur déterminant est le rapport coût de l'électricité/coût du combustible : plus le prix de l'électricité est élevé par rapport à celui du gaz ou du diesel, plus le système PVT est performant par rapport aux centrales thermiques classiques.

Assurance qualité et certifications

Tous les panneaux PVT Soletks sont soumis à plus de 160 contrôles qualité, allant des tests d'adhérence sélective des revêtements à la résistance à la pression hydraulique et aux cycles thermiques. La gamme de produits est certifiée ISO 9001 (management de la qualité), ISO 14001 (management environnemental), ISO 45001 (santé et sécurité au travail) et Solar Keymark, la norme européenne de performance des produits solaires thermiques.

Chaque module est testé dans des conditions contrôlées pour vérifier la puissance électrique et thermique nominale. La production est surveillée via un DCS (Distributed Control System) pour garantir la cohérence d’un lot à l’autre. Soletks soutient ses panneaux PVT avec une garantie complète et une assistance technique à vie, y compris la surveillance à distance, des conseils d'installation et une mise en service sur site pour les projets clés.

Foire aux questions

Un panneau PVT peut-il remplacer à la fois mon champ photovoltaïque et mes capteurs solaires thermiques ?

Dans de nombreux cas, oui. Un panneau PVT fournit les deux types de puissance à partir d'un seul module, ce qui réduit la surface de toiture requise jusqu'à 40 %. Cependant, si vos besoins thermiques sont très élevés (par exemple, pour des procédés industriels nécessitant une chaleur supérieure à 80 °C), vous aurez peut-être besoin de capteurs solaires thermiques dédiés pour la partie haute température, le panneau PVT assurant alors le préchauffage et la production d'électricité.

Quelle température peuvent atteindre les panneaux PVT ?

La plupart des panneaux PVT à eau fournissent de la chaleur utilisable entre 25 °C et 75 °C. Le Soletks TP/V Pro atteint une température d'eau chaude maximale de 75 °C. Pour les applications nécessitant des températures plus élevées, la chaleur produite par les panneaux PVT est généralement utilisée comme source de préchauffage alimentant une pompe à chaleur ou une chaudière qui augmente la température finale.

Comment le PVT se comporte-t-il dans les climats froids ?

Les panneaux PVT sont conçus pour fonctionner entre -25 °C et +80 °C. Dans les régions froides, le circuit thermique utilise un mélange glycol-eau pour éviter le gel. Les basses températures ambiantes sont en réalité bénéfiques au système photovoltaïque : la baisse de température des cellules améliore le rendement électrique. La production de chaleur est moindre en hiver, mais le bilan énergétique annuel reste favorable, notamment en association avec une pompe à chaleur.

Quel entretien nécessite un système PVT ?

L'entretien des panneaux PVT est simple : nettoyage périodique de leur surface (comme pour les panneaux photovoltaïques classiques), inspection annuelle du circuit thermique pour détecter les fuites ou les bulles d'air, contrôle de la concentration de glycol tous les 2 à 3 ans et entretien standard des pompes et vannes. Le panneau lui-même ne comporte aucune pièce mobile. La plupart des systèmes intègrent une surveillance automatisée qui signale les anomalies de performance en temps réel.

Comment choisir entre PVT-E, PVT-T et TP/V Pro ?

Le choix dépend de la priorité énergétique de votre projet. Si les économies d'électricité sont prépondérantes dans votre modèle financier, optez pour le PVT-E. Si la demande en eau chaude sanitaire est la principale charge (hôtels, hôpitaux, résidences étudiantes), choisissez le PVT-T. Si vous avez besoin d'une puissance combinée maximale ou si vous prévoyez une intégration avec une pompe à chaleur, le TP/V Pro offre le meilleur compromis entre performances électriques et thermiques.

Les panneaux PVT peuvent-ils être intégrés à ma chaudière ou pompe à chaleur existante ?

Oui. Les systèmes PVT sont conçus pour l'intégration. La sortie thermique est raccordée, via un échangeur de chaleur, à votre circuit hydronique existant. Pour l'intégration d'une pompe à chaleur, le système PVT alimente l'évaporateur en tant que source de chaleur renouvelable. Pour l'intégration d'une chaudière, le système PVT fournit de l'eau préchauffée afin de réduire la consommation énergétique de la chaudière. Dans les deux cas, le système existant reste en place en tant que système de secours et aucun équipement n'a besoin d'être retiré.

Quel est le délai de retour sur investissement typique pour un système PVT commercial ?

Le délai d'amortissement des installations commerciales dans les régions de latitude moyenne varie généralement de 4 à 7 ans, en fonction des prix locaux de l'électricité et des combustibles, des aides disponibles et de la taille du système. Les systèmes à double production (électricité et chaleur) permettent généralement un amortissement 20 à 40 % plus rapide que les systèmes photovoltaïques ou thermiques autonomes d'investissement équivalent.

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