Systèmes PVT : la nouvelle génération de technologie de l'énergie solaire

Systèmes PVT : la nouvelle génération de technologie de l'énergie solaire

Que sont les systèmes PVT ?

Les systèmes photovoltaïques thermiques (systèmes solaires hybrides PVT) sont des technologies solaires innovantes qui associent panneaux photovoltaïques (PV) et capteurs thermiques. Tandis que les panneaux PV produisent de l'électricité, le capteur thermique absorbe l'excédent de chaleur, permettant au système de produire simultanément électricité et chaleur. Cette conception à double fonction optimise l'efficacité de l'utilisation de l'énergie solaire.

Principaux avantages des systèmes PVT

Le principal avantage des systèmes solaires hybrides PVT réside dans leur capacité à fournir deux formes d'énergie essentielles – l'électricité et la chaleur – dans un même espace d'installation. Ils sont donc idéaux pour les zones urbaines où l'espace sur les toits est limité. Les systèmes PVT améliorent l'efficacité énergétique globale, réduisent le temps d'amortissement et contribuent significativement à l'indépendance énergétique. En exploitant à la fois la production électrique et thermique, les entreprises et les particuliers obtiennent un meilleur retour sur investissement qu'avec une utilisation exclusive du photovoltaïque ou du solaire thermique.

Les principaux avantages des systèmes photovoltaïques hybrides (PVT) sont les suivants :

1. Utilisation de l'espace et double production d'énergie

• Un appareil, deux usages : il peut produire à la fois de l'électricité et de la chaleur sur une même surface. C'est essentiel pour les maisons urbaines ou les bâtiments à faible surface de toiture, car il optimise le rendement solaire par unité de surface.
  

• Amélioration de l'efficacité globale : les panneaux photovoltaïques traditionnels ne convertissent qu'environ 20 % de l'énergie solaire en électricité, le reste étant transformé en chaleur résiduelle, ce qui entraîne un échauffement des panneaux. Les systèmes PVT utilisent un fluide pour évacuer et utiliser cette chaleur résiduelle tout en refroidissant efficacement les panneaux.
  

2. Améliorer l'efficacité et la stabilité de la production d'électricité

• Augmentation de la production d'énergie : Le rendement des cellules photovoltaïques diminue avec la température. Le mécanisme de refroidissement du système PVT maintient les panneaux à une température de fonctionnement plus basse, améliorant ainsi considérablement leur rendement et générant 5 à 15 % d'énergie supplémentaire par rapport aux panneaux conventionnels de même taille.
  

• Extension de la durée de vie des modules : des températures de fonctionnement élevées et soutenues accélèrent le vieillissement des panneaux photovoltaïques. La fonction de refroidissement actif du système PVT réduit le stress thermique et contribue à prolonger la durée de vie des modules photovoltaïques.
  

3. Efficacité énergétique globale et rendement économique

• Excellente efficacité énergétique globale : les systèmes solaires PVT peuvent atteindre un taux d'utilisation global de l'énergie solaire (électricité + chaleur) allant jusqu'à 60 à 80 %, nettement supérieur à celui des systèmes photovoltaïques ou solaires thermiques autonomes.

• Retour sur investissement plus élevé : Bien que l’investissement initial soit plus élevé que celui d’un système autonome, la production simultanée de deux sources d’énergie de grande valeur (électricité et chaleur) et la production d’énergie plus élevée permettent une période de récupération plus rapide, ce qui se traduit par un meilleur rendement économique global sur l’ensemble du cycle de vie.
  

4. Large application et fonctionnalité polyvalente

• Préchauffage de l'eau chaude sanitaire : La fonction la plus couramment utilisée fournit de l'eau chaude pour les maisons.
  

• Chauffage des locaux : Associé à un chauffage par le sol ou à des systèmes de ventilo-convecteurs, il assure le chauffage du bâtiment.
  

• Alimentation des pompes à chaleur : sert de source de chaleur à basse température pour les pompes à chaleur à air ou à sol, améliorant considérablement leur efficacité énergétique.
  

5. Intégration architecturale

• Apparence uniforme et esthétique : l'apparence épurée du système, ressemblant à un panneau photovoltaïque plat, s'intègre parfaitement aux toits ou aux façades des bâtiments, créant une esthétique architecturale unifiée qui répond aux exigences de la conception architecturale moderne.

6. Adaptabilité saisonnière

• Fonctionnement hivernal efficace : les systèmes PVT refroidis par liquide peuvent être équipés d'antigel pour assurer une production normale de chaleur et d'électricité même pendant les mois froids de l'hiver.

• Fonctionnement toute l'année : même en été, lorsque la production d'électricité CSP est faible, la production d'électricité reste forte, tandis que la demande de refroidissement est plus élevée. Cela évite les problèmes de surchauffe qui peuvent survenir avec les systèmes CSP traditionnels en été.
  

Applications des systèmes PVT

La technologie PVT est extrêmement polyvalente. Elle peut être utilisée dans les habitations, les immeubles de bureaux, les installations industrielles et même les exploitations agricoles. Par exemple, elle peut fournir de l'eau chaude tout en produisant simultanément de l'électricité pour alimenter les appareils électroménagers. Dans les projets commerciaux de grande envergure, les systèmes PVT peuvent répondre aux besoins en chauffage, climatisation et électricité, aidant ainsi les entreprises à atteindre leurs objectifs de développement durable.

Il est particulièrement adapté pour :

1. Bâtiments résidentiels ou commerciaux avec un espace de toit limité qui nécessitent à la fois de l’électricité et de l’eau chaude/du chauffage.

2. Bâtiments écologiques poursuivant des objectifs d’efficacité solaire maximale et d’environnement à faible émission de carbone.

3. Les utilisateurs recherchant un meilleur retour sur investissement et une indépendance énergétique.

Développement futur et perspectives du marché

L'avenir des systèmes solaires PVT s'annonce prometteur, alors que le monde évolue vers des solutions intégrées d'énergie renouvelable. Grâce aux progrès constants des technologies d'absorption, des méthodes de refroidissement et de l'intégration des systèmes, le PVT gagne en efficacité et en accessibilité. Les gouvernements reconnaissent de plus en plus son potentiel et proposent des mesures incitatives pour son adoption. Dans les années à venir, les systèmes PVT devraient devenir une solution courante, révolutionnant ainsi notre façon d'exploiter l'énergie solaire.

Résumé et valeur fondamentale

Les principaux avantages des systèmes PVT résident dans la « synergie » et l’« intégration » :

1. Synergie : La production d’électricité et le chauffage ne sont pas simplement une combinaison de fonctions ; ils se complètent. Le chauffage assure le refroidissement pour la production d’électricité, améliorant ainsi l’efficacité ; à son tour, la production d’électricité fournit l’énergie nécessaire aux pompes de circulation et à d’autres composants du système de chauffage.

2. Valeur d'intégration : Il résout le conflit entre l'espace limité sur le toit et les divers besoins énergétiques, offrant aux utilisateurs une solution énergétique intégrée compacte, efficace et polyvalente.