Pourquoi faut-il coupler les panneaux photovoltaïques avec le ballon d’eau chaude ECS ?

Comment fonctionne un panneau photovoltaïque PV ?

La puissance du panneau est défini par : P(W) = U x I

La puissance du Panneau photovoltaïque PV dépend de l’irradiance (l’ensoleillement), de l’angle d’inclinaison et de sa position par rapport au sud.


Exemple d’une fiche technique d’un panneau photovoltaïque :


Comment estimer la production d’un panneau photovoltaïque ?

Prenons un panneau photovoltaïque d’une puissance de 290 W.
Imaginons que nous puissions l’utiliser pendant une heure, la consommation serait donc de 290 Wh.

Regardons l’ensoleillement moyen, la France est “découpée” en 4 zones :

Pour notre exemple, notre panneau photovoltaïque se situe dans la région d’Annecy. En moyenne sur ce territoire, un panneau produit entre 1000 et 1100 kWh/kWc (plein sud, inclinaison de 35°).
Il est possible de de connaître plus précisément notre production grâce à ce site :

Entrées fournies:
Base de données : PVGIS-SARAH Technologie
PV: Silicium cristallin
PV installée: 1 kWp
Pertes du système: 14 %

Résultats de la simulation
Angle d’inclinaison: 34 (opt) °
Angle d’azimut: 12 (opt) °
Production annuelle PV: 1148.47 kWh
Irradiation annuelle : 1412.34 kWh/m²
Variabilité interannuelle: 83.80 kWh


Que faire de cette production issue des panneaux photovoltaïques ?

La solution la plus pertinente est d’autoconsommer ce que nous produisons et de revendre le surplus. L’idéal étant de coupler la production photovoltaïque PV avec la production d’eau chaude sanitaire ECS.

Dans un article précédent (accessible ici) nous avions démontré le besoin d’environ 4500 kWh pour chauffer un ballon d’eau chaude sanitaire ECS de 200 litres sur une année.
Cette consommation moyenne est constante pour 4 personnes du 1er janvier au 31 décembre, et est indépendante de la maison. Un ballon d’eau chaude ECS devient une batterie d’énergie photovoltaïque.

En fonction de la météo la résistance électrique du ballon ECS peut tout à faite être arrêtée. Le ballon ne sera pas endommagé. La production pourra reprendre lorsque le soleil sera de retour.
A l’inverse, une pompe à chaleur PAC, elle, ne peut pas être arrêtée et pour une machine à laver, il n’est pas possible d’interrompre un cycle de lavage

Panneaux photovoltaïques couplés au ballon d’eau chaude sanitaire : ce pilotage de système est aujourd’hui parfaitement maîtrisé.

panneaux photovoltaïques avec le ballon d'eau chaude

Afin de garantir l’efficacité optimum de l’installation il faut dimensionner la puissance des panneaux en fonction du taux d’autoconsommation, du taux de couverture et du taux d’autoproduction. Pour cela une étude approfondie du profil des usagers doit être réalisée.

Si on veut optimiser l’autoconsommation avec des panneaux photovoltaïques :

  • soit on réduit la puissance photovoltaïque (ce qui réduit le potentiel d’autoproduction)
  • soit on limite la puissance d’injection (ce qui maintient le potentiel d’autoproduction)
  • soit on oriente/incline différemment les modules
  • soit on déplace les consommations des équipements électriques en journée (départ différé des machines, horloges programmables, box de pilotage des consommateurs…)
  • soit on installe des batteries… mais attention aux coûts liés à la technologie choisie, la sécurité et l’entretien.

     

Voici une vidéo qui résume bien les différentes possibilités :