Le chauffage solaire est-il efficace en hiver ? Peut-on compter sur l’association photovoltaïque et panneau solaire pour ne pas greloter de froid tout en faisant des économies ? Voyons cela ensemble.
En hiver, nos besoins énergétiques augmentent, surtout pour le chauffage. Pour faire des économies, on conseille parfois d’opter pour une association entre le panneau solaire et la pompe à chaleur. Certes, individuellement, ces options offrent de nombreux avantages. Cependant, on se heurte à un bémol, le décalage entre les pics de production et de consommation. Pour que l’installation soit efficace, on ne doit donc pas se limiter aux kWh produits, mais aussi prendre en compte la programmation ainsi que le stockage.
Solaire et pompe à chaleur, une association naturelle
Sur le papier, le couple photovoltaïque et pompe à chaleur fait sens. En effet, contrairement au solaire thermique, les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité. Cette énergie sera alors utilisée par une pompe à chaleur qui va produire de la chaleur en récupérant les calories présentes dans l’environnement.
Ce mode de fonctionnement lui confère une forte efficacité énergétique, puisqu’en fonction de leur COP, la pompe à chaleur peut produire jusqu’à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommée. À cela s’ajoute le froid hivernal qui, en théorie, améliore l’efficacité des panneaux solaires en journée.
Cependant, tout n’est pas rose pour autant. En effet, la consommation énergétique est sensible aux conditions environnantes. Quand le froid s’installe, il faut plus d’énergie pour le chauffer. Dans le même temps, les températures extérieures vont réduire le niveau de rendement de la pompe à chaleur.
Cas pratique : chauffer une maison de 100 m² à Lyon
Pour cette simulation pédagogique, on se base sur la consommation d’une maison fictive installée dans la banlieue de Lyon. Elle est équipée d’une PAC air/eau et de six kWc photovoltaïques, orientés plein sud à 35°.
On suppose que les besoins thermiques de la maison atteignent respectivement 2 500, 3 000 et 2 100 kWh en décembre, janvier et février. Le calcul exclut toutefois la production d’eau chaude sanitaire, les batteries et les éventuels appoints électriques.
| Période | Production PV (kWh) | Consommation PAC (kWh) | Ratio brut | Couverture directe simulée |
| Décembre | 304 | 1 000 | 30 % | 15 % |
| Janvier | 340 | 1 200 | 28 % | 15 % |
| Février | 472 | 700 | 67 % | 25 % |
| Total | 1 116 | 2 900 | 39 % | 17 % |
production estimée à partir de PVGIS
Suivant ce scénario, sur trois mois, environ 505 kWh solaires alimentent directement la pompe à chaleur. Les 17 % correspondent à ce scénario sans pilotage, et non à une moyenne nationale. En février, la production remonte tandis que les besoins électriques supposés diminuent. La couverture s’améliore alors.
Le chauffage doit rencontrer la production solaire
Le couple solaire-pompe à chaleur souffre d’un problème de synchronisation. En effet, les photovoltaïques produisent de l’énergie en journée. Or, c’est généralement durant la soirée que l’on en a besoin pour chauffer la maison.
De plus, la contribution solaire à la PAC ne peut dépasser sa demande ni la production disponible après les autres usages. Cela fait que, malgré la présence de panneaux solaires, la maison est obligée de puiser dans le réseau pour alimenter le chauffage.
Pour améliorer l’efficacité énergétique du logement, on peut faire appel à un HEMS (système de gestion de l’énergie domestique). Ce dispositif coordonne la production d’électricité, le chauffage et les autres besoins du logement.
Il peut ainsi décider quand stocker l’énergie solaire et quand l’utiliser pour le chauffage ou les besoins courants. Il arbitre aussi entre production solaire et le réseau, en fonction des besoins énergétiques du logement.
Certes, la maison ne sera pas totalement indépendante. Toutefois, cet appareil améliore la flexibilité thermique du logement, ce qui permet de faire des économies sur le coût de l’énergie.
Améliorer la couverture sans chauffer inutilement
Pour optimiser les performances thermiques de la maison, deux options sont a explorer :
- Exploiter l’inertie du bâtiment : il est possible de se servir d’un plancher chauffant ou d’un ballon tampon pour conserver une partie de la chaleur produite en journée. Cela diminue légèrement les besoins en chauffage en soirée.
- Installer une batterie solaire : cela permet de reporter le surplus d’électricité produite pour un usage en soirée. Le dispositif permet ainsi de profiter pleinement des performances de la pompe à chaleur pendant les heures où on en a besoin.
