Dans un contexte de transition énergétique accélérée, les solutions innovantes permettant d’exploiter les énergies renouvelables gagnent en importance. Parmi elles, le système combiné solaire se démarque par sa capacité à maximiser l’utilisation de l’énergie solaire. Cette technologie hybride représente une avancée significative pour réduire notre dépendance aux énergies fossiles tout en offrant une solution durable pour les besoins énergétiques résidentiels et commerciaux. Découvrons ensemble comment ce système révolutionne notre approche de l’énergie solaire et pourquoi il pourrait jouer un rôle déterminant dans le paysage énergétique de demain.
- 1. Qu’est-ce qu’un système combiné solaire et son importance
- 2. Fonctionnement d’un système combiné solaire
- 3. Avantages des systèmes combinés solaires
- 4. Applications des systèmes combinés solaires
- 5. Technologies utilisées dans les systèmes combinés solaires
- 6. Comparaison avec d’autres systèmes d’énergie renouvelable
- 7. Challenges et limites des systèmes combinés solaires
- 8. Économie et coût d’installation des systèmes combinés solaires
- 9. Intégration des systèmes combinés solaires dans les bâtiments
- 10. Cas d’études et exemples concrets de systèmes combinés solaires
Qu’est-ce qu’un système combiné solaire et son importance
Un système combiné solaire, également appelé système solaire hybride, est une installation qui intègre au sein d’un même dispositif la production d’électricité (photovoltaïque) et la production de chaleur (thermique). Cette approche permet de tirer le maximum d’énergie possible des rayons solaires en captant simultanément leur potentiel électrique et thermique.
Dans le contexte actuel où la transition énergétique est devenue un enjeu national majeur, comme le souligne récemment Cobaty, ces systèmes représentent une solution concrète pour réduire notre empreinte carbone. Ils s’inscrivent parfaitement dans la vision d’une société moins dépendante des énergies fossiles et plus respectueuse de l’environnement.
L’évolution des systèmes solaires combinés
Les systèmes combinés solaires ont considérablement évolué ces dernières années. Les innovations technologiques ont permis d’améliorer leur efficacité tout en réduisant leur coût. Selon une récente étude publiée sur le guide de l’énergie solaire d’Effy, la recherche continue dans ce domaine promet des avancées encore plus significatives pour les années à venir.
Bon à savoir : En 2024, de nouvelles générations de panneaux solaires hybrides atteignent des rendements globaux supérieurs à 80%, contre moins de 60% pour les premières générations.
Fonctionnement d’un système combiné solaire
Le principe de fonctionnement d’un système combiné solaire repose sur l’alliance intelligente de deux technologies complémentaires : le photovoltaïque et le thermique. Cette complémentarité permet de valoriser au maximum l’énergie solaire incidente.
L’alliance du photovoltaïque et du thermique
Dans un panneau solaire combiné, la couche supérieure est constituée de cellules photovoltaïques qui convertissent les rayons solaires en électricité. En dessous se trouve un absorbeur thermique qui récupère la chaleur des rayons solaires et la transfère à un fluide caloporteur. Cette conception ingénieuse permet non seulement de produire de l’électricité, mais aussi de récupérer la chaleur qui, dans un panneau photovoltaïque classique, serait simplement dissipée.
Cette vidéo explique clairement le principe de fonctionnement :
Optimisation du rendement énergétique
Un des aspects les plus intéressants des systèmes combinés solaires est l’amélioration du rendement photovoltaïque grâce au refroidissement des cellules. En effet, les cellules photovoltaïques perdent en efficacité lorsque leur température augmente. En extrayant la chaleur via le circuit thermique, on maintient les cellules à une température plus basse, ce qui améliore leur rendement électrique.
| Type de système | Rendement électrique | Rendement thermique | Rendement global |
|---|---|---|---|
| Photovoltaïque standard | 15-22% | 0% | 15-22% |
| Thermique standard | 0% | 60-75% | 60-75% |
| Système combiné | 15-20% | 50-60% | 65-80% |
Avantages des systèmes combinés solaires
Les systèmes combinés solaires présentent de nombreux avantages qui expliquent leur popularité croissante auprès des particuliers et des professionnels.
Réduction des factures d’énergie
En produisant à la fois de l’électricité et de la chaleur, ces systèmes permettent de réduire considérablement les factures énergétiques. Selon les estimations, un système bien dimensionné peut couvrir jusqu’à 70% des besoins en eau chaude sanitaire et en chauffage d’un foyer moyen, tout en fournissant une part significative de sa consommation électrique.
Impact environnemental positif
Chaque kilowattheure produit par un système solaire combiné représente autant d’énergie qui n’a pas besoin d’être produite à partir de sources fossiles. Une installation moyenne permet d’éviter le rejet de plusieurs tonnes de CO₂ par an, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.
Exemple concret : Une installation de 6 kW sur une maison individuelle peut réduire l’empreinte carbone d’environ 3 tonnes de CO₂ par an, soit l’équivalent de 15 000 km parcourus en voiture.
Optimisation de l’espace disponible
En combinant deux fonctions sur la même surface de toit, ces systèmes permettent d’optimiser l’utilisation de l’espace disponible, ce qui est particulièrement intéressant pour les bâtiments disposant d’une surface de toiture limitée ou pour ceux qui cherchent à maximiser leur production d’énergie renouvelable.
Applications des systèmes combinés solaires
Les systèmes combinés solaires s’adaptent à différents types de bâtiments et d’usages, ce qui explique leur polyvalence et leur adoption croissante.
Résidences privées
Dans le secteur résidentiel, ces systèmes peuvent couvrir une part importante des besoins en eau chaude sanitaire, en chauffage et en électricité. Ils sont particulièrement adaptés aux maisons individuelles et aux petits immeubles collectifs, où ils peuvent être intégrés dès la conception ou installés lors d’une rénovation énergétique.
Pour une efficacité optimale, il est recommandé de réaliser une simulation DPE avant l’installation, afin d’évaluer précisément les besoins énergétiques du bâtiment et de dimensionner correctement le système.
Bâtiments commerciaux et industriels
Les entreprises et industries qui souhaitent réduire leur empreinte carbone et leurs coûts énergétiques peuvent également bénéficier de ces systèmes. Une récente innovation, le DRV Photovoltaïque Actif, a été spécifiquement conçue pour les bâtiments tertiaires, démontrant l’adaptabilité de cette technologie à différents contextes.
Applications agricoles : l’agrivoltaïsme
Une application prometteuse des systèmes solaires combinés est l’agrivoltaïsme, qui consiste à combiner production agricole et production d’énergie sur une même parcelle. Ces systèmes peuvent fournir de l’électricité et de la chaleur pour les besoins de l’exploitation tout en créant un microclimat favorable à certaines cultures.
Technologies utilisées dans les systèmes combinés solaires
Panneaux hybrides photovoltaïques-thermiques (PVT)
Au cœur des systèmes combinés solaires se trouvent les panneaux hybrides PVT. Ces panneaux intègrent dans un même module des cellules photovoltaïques et un échangeur thermique. L’innovation dans ce domaine est constante, comme en témoigne le récent chauffe-eau solaire hybride développé par Naked Energy, capable de produire simultanément de l’eau chaude et de l’électricité avec un rendement remarquable.
Onduleurs et systèmes de stockage
Les onduleurs convertissent le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif utilisable dans le réseau domestique. Les systèmes de stockage, quant à eux, permettent de conserver l’énergie excédentaire pour une utilisation ultérieure. Ces composants sont essentiels pour optimiser l’autoconsommation et maximiser les bénéfices économiques du système.
Accumulateurs thermiques et ballons tampons
Pour stocker la chaleur produite, les systèmes combinés solaires utilisent des accumulateurs thermiques ou des ballons tampons. Ces équipements permettent de conserver l’eau chaude produite pendant les heures d’ensoleillement pour une utilisation différée, notamment en soirée ou le matin.
Comparaison avec d’autres systèmes d’énergie renouvelable
Pour bien comprendre l’intérêt des systèmes combinés solaires, il est utile de les comparer à d’autres solutions d’énergie renouvelable.
Systèmes combinés solaires
Avantages : Production simultanée d’électricité et de chaleur, optimisation de l’espace, rendement global élevé
Inconvénients : Investissement initial élevé, complexité technique
Éolien
Avantages : Production possible jour et nuit, complémentarité saisonnière avec le solaire
Inconvénients : Dépendance aux conditions de vent, impact visuel et sonore
Hydraulique
Avantages : Production stable et prévisible, longue durée de vie
Inconvénients : Sites d’implantation limités, impact sur les écosystèmes aquatiques
Challenges et limites des systèmes combinés solaires
Coûts initiaux et retour sur investissement
Le principal frein à l’adoption massive des systèmes combinés solaires reste leur coût d’investissement initial relativement élevé. Bien que les prix aient considérablement baissé ces dernières années, ils représentent encore un investissement conséquent pour de nombreux foyers. Heureusement, diverses aides régionales pour les panneaux solaires existent pour alléger ce coût initial.
Contraintes techniques et maintenance
La conception et l’installation de ces systèmes requièrent une expertise spécifique. Par ailleurs, leur maintenance nécessite des interventions régulières pour garantir des performances optimales sur le long terme. Les propriétaires doivent prévoir un entretien périodique, généralement annuel, pour vérifier le bon fonctionnement de tous les composants.
Attention : Un système mal entretenu peut voir son rendement diminuer de 15 à 30% en quelques années, réduisant considérablement sa rentabilité.
Limitations géographiques et climatiques
L’efficacité des systèmes combinés solaires varie selon l’ensoleillement de la région. Dans les zones peu ensoleillées, le retour sur investissement peut être plus long. De plus, certains climats très froids ou très chauds peuvent affecter les performances du système et nécessiter des adaptations spécifiques.
Économie et coût d’installation des systèmes combinés solaires
Investissement initial et aides financières
Le coût d’un système combiné solaire varie généralement entre 15 000 et 30 000 euros pour une installation résidentielle standard, en fonction de la taille et des spécificités techniques. Cependant, différentes aides peuvent réduire significativement cet investissement.
Parmi ces aides, MaPrimeRénov’ occupe une place centrale. Ce dispositif peut couvrir jusqu’à 40% du coût d’installation d’un système combiné solaire, sous conditions de ressources et de performances énergétiques. D’autres aides locales et nationales peuvent également être mobilisées, comme l’éco-prêt à taux zéro ou les aides des collectivités territoriales.
Retour sur investissement et économies à long terme
Malgré l’investissement initial conséquent, les systèmes combinés solaires offrent un retour sur investissement intéressant, généralement compris entre 8 et 15 ans selon l’ensoleillement local, les habitudes de consommation et les tarifs de l’énergie.
| Poste | Économie annuelle estimée | Économie sur 25 ans |
|---|---|---|
| Facture d’électricité | 700 – 1 200 € | 17 500 – 30 000 € |
| Facture de chauffage | 300 – 600 € | 7 500 – 15 000 € |
| Eau chaude sanitaire | 200 – 400 € | 5 000 – 10 000 € |
| Total | 1 200 – 2 200 € | 30 000 – 55 000 € |
Intégration des systèmes combinés solaires dans les bâtiments
Architecture durable et intégration esthétique
L’intégration architecturale des systèmes combinés solaires est un enjeu important, notamment dans les zones urbaines ou patrimoniales. Les fabricants développent désormais des solutions esthétiquement plus discrètes, comme des tuiles solaires ou des panneaux intégrés en façade.
L’entreprise EDILIANS, par exemple, s’est engagée dans le développement de toitures durables qui intègrent harmonieusement les technologies solaires tout en préservant l’esthétique des bâtiments.
Smart buildings et gestion intelligente de l’énergie
Les systèmes combinés solaires s’inscrivent parfaitement dans la tendance des bâtiments intelligents. Couplés à des systèmes de gestion énergétique avancés, ils permettent d’optimiser la consommation d’énergie en fonction des besoins réels et des conditions météorologiques.
Selon un récent article des Échos sur l’IA au service de la ville bas carbone, l’intelligence artificielle joue un rôle croissant dans l’optimisation des systèmes énergétiques des bâtiments, permettant des économies supplémentaires et une réduction de l’empreinte carbone.
Cas d’études et exemples concrets de systèmes combinés solaires
Réussites résidentielles
De nombreux particuliers ont fait le choix des systèmes combinés solaires avec succès. Par exemple, une famille de l’Hérault a installé en 2022 un système de 8 kW qui couvre aujourd’hui 80% de ses besoins énergétiques. L’investissement initial de 25 000 € a été réduit à 15 000 € grâce aux aides, et le système devrait être rentabilisé en moins de 10 ans.
Applications commerciales innovantes
Dans le secteur commercial, plusieurs entreprises ont adopté cette technologie avec des résultats probants. Un supermarché de la région PACA a installé un système combiné solaire de 50 kW sur son toit, réduisant sa facture énergétique de 40% tout en améliorant son image de marque auprès d’une clientèle de plus en plus sensible aux questions environnementales.
Projets à grande échelle
À plus grande échelle, certaines collectivités ont lancé des projets ambitieux intégrant des systèmes combinés solaires. La ville de Montpellier, qui accueillera prochainement le forum EnerGaïa dédié aux énergies renouvelables, a équipé plusieurs bâtiments municipaux de ces systèmes, réduisant considérablement sa dépendance aux énergies fossiles et ses émissions de CO₂.
Conclusion : L’avenir des systèmes combinés solaires
Les systèmes combinés solaires représentent une solution d’avenir pour la transition énergétique. En alliant production d’électricité et de chaleur, ils offrent une efficacité énergétique remarquable et contribuent significativement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Bien que leur coût initial reste un frein pour certains, les aides financières disponibles et les économies réalisées à long terme en font un investissement judicieux.
Avec les avancées technologiques constantes dans ce domaine, notamment l’arrivée des panneaux solaires de nouvelle génération, les performances de ces systèmes ne cessent de s’améliorer, tandis que leur coût tend à diminuer. À mesure que la conscience écologique se développe et que les politiques énergétiques évoluent en faveur des énergies renouvelables, les systèmes combinés solaires devraient connaître un déploiement croissant, contribuant ainsi à un avenir énergétique plus durable et plus respectueux de l’environnement.
Vous souhaitez installer un système combiné solaire et bénéficier des aides disponibles ? Consultez notre guide complet sur les systèmes solaires combinés et MaPrimeRénov’ pour vous accompagner dans votre projet.
