Pompe à chaleur et panneaux solaires : une bonne association ?

Installer des panneaux photovoltaïques sur une maison chauffée par une pompe à chaleur semble une évidence : la pompe à chaleur consomme de l’électricité, les panneaux en produisent. L’association est effectivement intéressante, mais pas toujours pour les raisons que l’on imagine. Pour en tirer le meilleur parti, il faut comprendre quand chaque équipement produit et consomme, et piloter l’installation en conséquence.

Deux équipements qui ne travaillent pas à la même saison

En Île-de-France, une installation photovoltaïque bien orientée produit en moyenne de l’ordre de 1 000 à 1 150 kWh par an et par kilowatt-crête installé. Mais cette production est très inégale : un beau mois de juin produit souvent quatre à cinq fois plus qu’un mois de décembre, où les journées sont courtes et le ciel fréquemment couvert.

Le chauffage suit le rythme exactement inverse. L’essentiel de la consommation d’une pompe à chaleur se concentre sur les mois les plus froids, et souvent en début de matinée ou en soirée, quand les panneaux ne produisent rien. Il ne faut donc pas attendre du solaire qu’il « paie le chauffage » de l’hiver : ce n’est pas son rôle, et un installateur qui le promettrait vous induirait en erreur.

Ce que l’association couvre vraiment bien

L’eau chaude sanitaire, toute l’année

La production d’eau chaude est le meilleur allié du solaire. Elle représente une consommation régulière, présente toute l’année, et elle peut être décalée sans aucune perte de confort : peu importe que le ballon chauffe à 13 h plutôt qu’à 3 h du matin. Programmer la montée en température du ballon en milieu de journée permet de la couvrir en grande partie par votre propre production d’avril à octobre.

La climatisation et le rafraîchissement

Si votre pompe à chaleur est réversible, ou si vous êtes équipé d’une climatisation air/air, les besoins de froid coïncident parfaitement avec la production solaire : c’est en plein après-midi d’été que les panneaux produisent le plus et que le logement a le plus besoin d’être rafraîchi.

Le chauffage de mi-saison

En octobre, en mars ou en avril, les besoins de chauffage sont modérés et la production solaire déjà significative. Une pompe à chaleur qui chauffe un peu plus en journée, en profitant de la production et du rendement plus élevé dû à un air extérieur plus doux, peut couvrir une bonne partie de ces besoins avec l’électricité des panneaux.

Piloter la pompe à chaleur aux heures de production

Sans pilotage, la pompe à chaleur fonctionne quand elle en a besoin, sans tenir compte du soleil, et une partie de la production part sur le réseau. Plusieurs solutions permettent de mieux faire coïncider consommation et production :

• La programmation horaire : la plus simple. On programme la production d’eau chaude en milieu de journée et, en mi-saison, une consigne de chauffage légèrement plus élevée l’après-midi.
• L’entrée de pilotage de la pompe à chaleur : de nombreux modèles disposent d’une entrée de type « SG Ready » ou d’un contact de commande. Un gestionnaire d’énergie peut alors demander à la pompe à chaleur de surchauffer légèrement le ballon ou le logement lorsque la production dépasse la consommation de la maison.
• Le gestionnaire d’énergie : il mesure en temps réel la production et la consommation, et répartit l’électricité disponible entre les équipements selon des priorités que vous définissez.

Ces réglages viennent compléter ceux que nous détaillons dans notre article quelle température régler sur une pompe à chaleur.

Le ballon d’eau chaude, une batterie thermique

Stocker de l’électricité dans une batterie reste coûteux. Stocker de la chaleur est beaucoup plus simple : un ballon de 200 litres porté de 50 à 60 °C en milieu de journée emmagasine l’équivalent de plusieurs kilowattheures, restitués le soir sous forme d’eau chaude. Une dalle de plancher chauffant joue le même rôle à plus grande échelle, en accumulant la chaleur de l’après-midi pour la restituer pendant la soirée.

Ce stockage thermique est souvent le moyen le plus rentable d’augmenter la part de votre production que vous consommez vous-même. La batterie reste une option à étudier au cas par cas.

Comment dimensionner les deux installations

Chaque équipement doit être dimensionné pour son propre usage. La puissance de la pompe à chaleur se calcule à partir des déperditions du logement, jamais à partir de la production solaire. Le nombre de panneaux se raisonne quant à lui à partir de votre consommation de journée sur l’année : eau chaude, électroménager, climatisation, chauffage de mi-saison.

Surdimensionner les panneaux dans l’espoir de couvrir le chauffage d’hiver conduit surtout à produire beaucoup trop en été. À l’inverse, une installation solaire modeste, bien pilotée, peut atteindre un taux d’autoconsommation élevé.

Ce qu’il faut prévoir à l’installation

• Une pompe à chaleur compatible avec un pilotage externe, si vous souhaitez aller au-delà de la simple programmation horaire.
• Un tableau électrique adapté aux deux installations, avec des protections dédiées.
• Un emplacement pour le gestionnaire d’énergie et ses capteurs de mesure, le cas échéant.
• Des réglages coordonnés à la mise en service, pour que la régulation de la pompe à chaleur et le pilotage solaire ne se contredisent pas.

Pour comprendre plus en détail le fonctionnement de la pompe à chaleur elle-même, consultez notre article comment fonctionne une pompe à chaleur air/eau.

Étudier votre projet

Chaque maison est différente : orientation de la toiture, consommation, type d’émetteurs, présence ou non d’un ballon d’eau chaude. Nous étudions avec vous la façon la plus pertinente de faire travailler ensemble pompe à chaleur et panneaux photovoltaïques. Contactez-nous pour une étude gratuite.