ENERGIE SOLAIRE
Install Magazine 969 – avril 2020
Un bain chaud grâce à l’énergie solaire
Stockage thermique de l’électricité photovoltaïque
Figure 1 : Courbe journalière de la production d’énergie d’une installation PV de 5 kWc avec stockage de chaleur par régulation DeltaTherm PV Power-to-Heat.
Figure 2 : Courbe journalière de la production d’énergie d’une installation PV de 5 kWc avec stockage de chaleur par régulation DeltaTherm PV Power-to-Heat, et stockage d’électricité dans une batterie de 5 kWh.
Figure 3 : Courbe annuelle de la production d’énergie d’une installation PV de 5 kWc, avec autoconsommation, le pourcentage du stockage de chaleur à l’aide du régulateur DeltaTherm PV Power to Heat et stockage d’électricité dans une batterie de 5 kWh.
Figure 4 : Exemple d’installation de 9 kWc (orientation est-ouest) avec un régulateur Power to Heat.
Figure 5 : Schéma de principe d’une régulation Power to Heat dans une installation domestique.
La régulation Power to Heat stocke l’excès de courant sous forme de chaleur.
L’introduction du compteur intelligent accroît l’intérêt de consommer autant d’électricité photovoltaïque que possible. Cela peut se faire en stockant l’électricité pendant les pics de production, puis en l’utilisant en cas de demande. L’on pense généralement alors aux batteries électriques. Une autre possibilité cependant est de stocker l’énergie sous forme de chaleur. En effet, un réservoir tampon peut stocker de grandes quantités d’énergie pour la fraction du prix de la solution batterie électrique.
Stockage d’énergie dans l’eau
Le problème originel est bien connu : les pics de production d’énergie solaire ne correspondent pas aux pics de demande. Cela est vrai non seulement sur une base annuelle, mais également à l’échelle quotidienne. En été, la plupart de l’électricité est produite en journée, tandis que les besoins sont principalement le matin et le soir. Cela n’a pas d’importance avec un compteur tournant à l’envers. Mais maintenant que cette réglementation arrive à son terme, il est préférable de chercher des moyens de stocker les excédents d’électricité.
Le stockage thermique dans l’eau est un moyen efficace et économique à réaliser. L’eau a une capacité calorifique élevée et, contrairement à une batterie électrique, la capacité de stockage reste constante quel que soit le nombre de cycles d’utilisation. En outre, le risque sécuritaire est nul. Ce principe est appelé « Power to Heat ».
Pour exploiter au mieux l’électricité photovoltaïque, une régulation intelligente s’impose. Avec un régulateur « DeltaTherm PV Power to Heat » de Resol, il est possible de stocker jusqu’à 20 kWh par jour dans un réservoir tampon. C’est un multiple de ce qu’une batterie conventionnelle peut générer, à une fraction du coût d’investissement. L’énergie peut également être facilement stockée pendant plusieurs jours.
En été, une famille peut de cette manière couvrir la consommation d’eau chaude. Non seulement la facture énergétique s’en trouve soulagée, l’installation de chauffage peut être complètement arrêtée pendant les mois d’été, ce qui évite une consommation et une usure supplémentaires. En effet, le fait d’utiliser le chauffage électrique direct avec une résistance rend possible d’atteindre des températures d’eau élevées, jusqu’à 80 °C. Un réchauffage par une chaudière devient alors superflu.
Pour une consommation d’énergie de 10 kWh par jour, il est possible avec la régulation DeltaTherm PV d’atteindre jusqu’à 60 à 70% d’autoconsommation de l’énergie photovoltaïque. En outre, l’usage d’une batterie électrique supplémentaire n’est pas exclu. En combinaison avec une batterie électrique d’une capacité de 5 kWh, il est également possible de stocker de l’électricité pendant la journée pour l’utiliser le soir. La régulation veille au bon déroulement du processus. Le système vérifie la consommation et s’il y a surproduction, l’électricité est stockée. La batterie électrique est prioritaire compte tenu du prix plus élevé d’un kWh d’électricité. De cette façon, l’on atteint même une autoconsommation de 90%. Il est également possible de cette manière d’alimenter une borne de recharge pour un véhicule électrique.
Technologie de capteur
Le module capteur DeltaTherm E-sensor est essentiel pour le fonctionnement du DeltaTherm PV. Il contient trois ampèremètres qui sont montés sur les trois phases de l’alimentation après le compteur d’électricité. De cette manière, la régulation réagit en une fraction de seconde pour capter soit l’énergie du réseau soit pour passer à l’autoconsommation. Lorsque le système PV produit plus de puissance que ce qui est consommé, la régulation la stockera via la résistance électrique à modulation continue de 3 kW dans la chaudière ou dans un réservoir tampon.
La régulation en continu est cruciale pour un fonctionnement économiquement responsable. Par exemple, si seulement 0,5 kW d’énergie solaire extra est disponible, la puissance de la résistance de chauffage est réglée en conséquence. Il n’y a donc jamais inutilement d’énergie prise au réseau pour charger la chaudière.
Le processus de charge est contrôlé par une sonde de température permettant de régler une consigne maximale de température. Il est préférable de placer la résistance aussi basse que possible dans le réservoir tampon, afin que tout le volume puisse être utilisé.
La régulation DeltaTherm PV est en sus compatible avec pratiquement tous les types d’installation PV. Étant donné que la connexion au réseau est surveillée sur les trois phases, le nombre, la puissance et la répartition des redresseurs n’ont pas d’importance.
Un éventail d’atouts
La conversion de courant en chaleur se fait pratiquement sans perte. La consommation en veille de la régulation est extrêmement faible, vu la puissance inférieure à 1 W.
Il y a deux sorties numériques permettant de transmettre jusqu’à quatre signaux à des appareils externes tels que des pompes à chaleur ou des systèmes de batteries.
Il y a deux entrées numériques rendant l’appareil déjà adapté aux compteurs intelligents.
Il y a également une entrée 0-10 V pour la connexion d’appareils externes ou pour la régulation via une GTB.
Au cours d’une rénovation, le système peut être raccordé à des chaudières conventionnelles ou à des réservoirs tampons d’une contenance d’environ 300 litres et peut être connecté à une résistance électrique. Resol recommande un réservoir tampon de 500 litres pouvant être équipé d’un échangeur de chaleur à circulation pour la production d’ECS. Un réservoir tampon de 1 000 litres peut stocker de 50 à 80 kWh de chaleur. En combinaison avec une installation de chauffage écoénergétique, les besoins en chaleur d’un bâtiment peuvent être couverts à 100% climatiquement neutres.
Sanutal en tant que partenaire
Sanutal est depuis 2003 le partenaire officiel de Resol pour la Belgique. Tous les systèmes solaires thermiques Sanutal sont équipés en standard des commandes Resol. L’élargissement de l’offre avec les solutions Power-to-Heat de Resol est une étape logique. Sanutal Solar est spécialisé dans les systèmes solaires thermiques (tels que les chauffe-eaux solaires) pour les habitations résidentielles, les services publics et l’industrie. Depuis cette année, Sanutal distribue également la marque autrichienne de PV Kioto Solar pour la Belgique. L’énergie solaire est donc entièrement au centre du pôle d’attention.
Adaptation : Alex Baumans
Photos : Resol
