Produire de l’électricité, c’est bien. Valoriser de la chaleur fatale du même coup, c’est mieux ! Le rendement des cellules photovoltaïques étant pénalisé par les surchauffes, les concepteurs de kits intégrés en toiture ont progressivement veillé à garantir une bonne ventilation des modules. Certains sont allés plus loin, en exploitant une idée simple : faire de cette chaleur dissipée sous les modules une énergie d’appoint. En 2009, le fabricant allemand Systaic, aujourd’hui disparu, ouvrait la voie à ce concept, avec une toiture photovoltaïque associée à un système thermodynamique. Depuis, l’idée a été reprise par d’autres fabricants (voir encadré).
En témoigne le kit SIPV Universel, présenté par ABCD International lors de la dernière édition de Batimat. Ce kit associe des modules Sunrise de 180 à 250 Wc à des plaques « gaufrées » en aluminium, fixées en sous-face, dans lesquelles circule du glycol. La chaleur collectée peut être affectée, à une production d’ECS seule, en alimentant directement un cumulus, ou à une production simultanée d’ECS et de chauffage. Dans ce second cas, une PAC eau/eau est greffée au système solaire et peut assurer la fonction «rafraîchissement ».
Chauffer l’eau ou l’air
Le produit a fait du chemin, puisqu’il a entre-temps décroché un Pass’Innovation vert du CSTB (n° 2011-125). Il a également suscité l’intérêt de Clipsol qui a signé, avec ABCD, un accord de confidentialité pour « tester » le produit, selon une indiscrétion… Novatrice, cette technologie nécessitera légitimement un retour d’expérience. Julien Tauler, installateur électricien, considère ce type de produit hybride avec une certaine défiance : « Si un jour il y a un souci au niveau du circuit d’eau chargé de récupérer les calories, il faut tout démonter ! Je préfère une solution séparée, type Cesi.»
Notre installateur avoue avoir été bien plus séduit par la solution développée par Systovi (basée à Nantes). Son concept de « Toiture active », également présenté lors de Batimat, s’appuie non pas sur le vecteur eau, mais sur le vecteur air, grâce à un réseau de gaines installé dans les combles de la maison (voir JDC no 191, p.24). Les modules hybrides de la gamme SystoEtanche sont munis de bacs en ABS brevetés. Ces bacs sont recouverts d’aspérités générant un courant d’air ascendant turbulent, visant à améliorer la récupération de chaleur. L’air chaud est aspiré, via un réseau de gaines abouchant en point haut de chaque panneau, par un module de ventilation « basse consommation ». Une production d’ECS à 50 °C, sans appoint, est également possible en option, grâce à l’adjonction en toiture de capteurs solaires thermiques à air chaud, également raccordés à des gaines de ventilation.
Systovi revendique quelque 120 installations en maison individuelle en Poitou-Charentes, Pays de la Loire et Bretagne. Un Avis technique et un titre V sont en cours d’instruction. Sur un principe similaire, mais encore en développement, le bureau d’étude Cythélia expérimente avec CIAT le système Aedomia, une solution photovoltaïque à refroidissement à air couplé à une CTA et une PAC eau/eau. Les modules photovoltaïques, sans cadre, laminés, sont intégrés à la toiture et assurent étanchéité à l’air et à l’eau. Le flux d’air refroidissant les panneaux circulent de la gouttière jusqu’au faîtage entre les modules et la sous-toiture. « Nous avons cherché à réduire au maximum les pertes de charges de l’écoulement d’air, explique Ismaël Lokhat, responsable R&D chez Cythélia. Une option différente de celle de Systovi.
Profiter du ciel étoilé
L’air chaud est ensuite collecté au niveau du faîtage avant de passer dans une batterie air/eau (châssis AirTech 25 de CIAT). Une PAC eau/eau AGEO 20 H de CIAT vient compléter le dispositif pour produire de l’eau chaude. «Nous avons travaillé à développer un système dont tous les élements sont disponbles sur étagère afin d’en limiter le coût, note Eric Auzenet, responsable laboratoire énergétique au centre R&D de CIAT. A noter que le système se veut réversible et permet de générer du froid l’été. Partant du fait que l’échange radiatif des modules PV avec la voûte céleste entraîne une diminution de leur température, l’air extrait sera plus froid que l’air extérieur, la PAC bénéficiera donc un meilleur rendement et devrait permettre de stocker de l’eau entre 5 et 10°C.
I. Z. et A. H.
