Associer une pompe à chaleur et panneau solaire permet de produire localement une partie de l’électricité nécessaire au chauffage, à l’eau chaude sanitaire et aux usages domestiques. Cette combinaison réduit les achats d’énergie sur le réseau et améliore l’autoconsommation de l’installation photovoltaïque. Elle doit toutefois être dimensionnée avec précision, car la production solaire est maximale en été alors que les besoins de chauffage se concentrent en hiver.
Comment fonctionne l’association entre pompe à chaleur et panneau solaire ?
Les panneaux photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en électricité. Celle-ci alimente en priorité les équipements qui fonctionnent au moment de la production, dont la pompe à chaleur. Le surplus peut ensuite être utilisé par d’autres appareils, stocké dans une batterie ou injecté dans le réseau.
La pompe à chaleur ne transforme pas directement l’électricité en chaleur comme un radiateur électrique. Elle utilise cette énergie pour capter les calories présentes dans l’air extérieur, le sol ou l’eau, puis les transférer vers le bâtiment. Dans des conditions adaptées, un kilowattheure d’électricité peut permettre de produire environ trois à quatre kilowattheures de chaleur, à titre indicatif.
Le photovoltaïque ne couvre donc pas nécessairement toute la consommation annuelle de la pompe à chaleur, mais chaque kilowattheure solaire utilisé directement évite l’achat d’un kilowattheure au fournisseur d’électricité.
Pourquoi installer un panneau solaire pour pompe à chaleur ?
Réduire la consommation prélevée sur le réseau
Une pompe à chaleur augmente la consommation électrique du bâtiment, mais elle remplace généralement une quantité plus importante de mazout, de gaz ou d’électricité directe. En installant des panneaux photovoltaïques, une partie de cette nouvelle consommation peut être produite sur la toiture.
La proportion réellement couverte dépend de la puissance solaire, des besoins thermiques, du niveau d’isolation et de la manière dont les équipements sont pilotés. Une maison performante équipée d’un chauffage à basse température présente généralement de meilleures conditions qu’un bâtiment très énergivore nécessitant une eau de chauffage particulièrement chaude.
Améliorer l’autoconsommation photovoltaïque
Sans gros consommateur électrique, une installation solaire produit souvent davantage que les besoins instantanés du logement au milieu de la journée. La pompe à chaleur peut absorber une partie de cette production en chauffant les pièces, l’eau sanitaire ou un accumulateur thermique.
Ce fonctionnement améliore la part d’électricité solaire consommée sur place. Il est particulièrement intéressant au printemps et en automne, lorsque la production photovoltaïque reste significative et que le bâtiment nécessite encore du chauffage.
Préparer l’électrification du bâtiment
Le remplacement d’une chaudière fossile par une pompe à chaleur transforme le profil énergétique de la maison. L’électricité devient le principal vecteur utilisé pour le chauffage, l’eau chaude et, éventuellement, la mobilité.
Dimensionner le photovoltaïque en tenant compte de ces futurs usages évite de construire une installation uniquement sur la consommation actuelle. Une voiture électrique, une borne de recharge ou un chauffe-eau thermodynamique peuvent aussi être intégrés à la réflexion.
Quelle puissance photovoltaïque prévoir avec une pompe à chaleur ?
Il n’existe pas de puissance universelle. Le dimensionnement doit prendre en compte la consommation du ménage, celle de la pompe à chaleur, la surface de toiture et les besoins futurs.
À titre indicatif, une maison individuelle équipée d’une pompe à chaleur peut consommer environ 4 000 à 7 000 kWh d’électricité supplémentaires par année pour le chauffage et l’eau chaude. Cette fourchette peut être inférieure dans un bâtiment très performant ou nettement supérieure dans une maison ancienne, grande ou située en altitude.
En Suisse, une installation photovoltaïque bien exposée produit souvent environ 900 à 1 200 kWh par kWc et par année. Une centrale de 10 kWc pourrait ainsi générer approximativement 9 000 à 12 000 kWh par an, selon la région et la configuration.
Comparer uniquement les totaux annuels serait cependant trompeur. Même si la production solaire annuelle semble équivalente à la consommation du bâtiment, une partie de l’électricité est produite en été et injectée dans le réseau, tandis que la pompe à chaleur consomme davantage pendant les journées froides et peu ensoleillées.
Faut-il couvrir uniquement la consommation de la pompe à chaleur ?
Il est généralement préférable de considérer l’ensemble des usages électriques. L’installation peut alimenter la pompe à chaleur, mais aussi les appareils domestiques, l’éclairage, la ventilation et la recharge d’un véhicule.
Lorsque la toiture le permet, une installation relativement étendue peut être plus pertinente qu’un petit système dimensionné uniquement pour maximiser le taux d’autoconsommation immédiat. Le coût par kilowatt-crête tend à diminuer lorsque la puissance augmente, car certains frais de planification, de raccordement et d’échafaudage sont fixes.
Air/eau ou air/air : quelle pompe à chaleur combiner au photovoltaïque ?
La pompe à chaleur air/eau
Une pompe à chaleur air/eau distribue la chaleur dans un circuit hydraulique. Elle peut alimenter un chauffage au sol, des radiateurs à eau et un ballon d’eau chaude sanitaire.
Cette configuration facilite le stockage thermique. Lorsque les panneaux produisent, le système peut augmenter temporairement la température du ballon ou de l’accumulateur, dans des limites raisonnables, puis utiliser cette chaleur plus tard. L’eau devient ainsi une forme de stockage moins coûteuse qu’une batterie électrique.
Découvrez les solutions Neo Sun de pompes à chaleur air/eau pour le chauffage central et la production d’eau chaude.
La pompe à chaleur air/air
Une pompe à chaleur air/air chauffe directement l’air intérieur au moyen d’unités murales ou gainables. Elle peut être adaptée au remplacement de radiateurs électriques dans certaines maisons dépourvues de réseau hydraulique.
Son fonctionnement peut être programmé pendant les périodes de production solaire, notamment dans les pièces occupées en journée. Elle offre également une fonction de rafraîchissement en été, période durant laquelle l’électricité photovoltaïque est abondante.
Une solution air/air ne produit généralement pas l’eau chaude sanitaire. Celle-ci doit être assurée par un équipement séparé. Consultez les pompes à chaleur air/air Neo Sun pour évaluer leur compatibilité avec votre bâtiment.
Comment optimiser l’autoconsommation solaire ?
Piloter la pompe à chaleur pendant la journée
Une régulation intelligente peut faire fonctionner davantage la pompe à chaleur lorsque la production photovoltaïque est disponible. Le système peut, par exemple, préparer l’eau chaude sanitaire entre la fin de matinée et le milieu de l’après-midi plutôt que durant la nuit.
Dans un bâtiment disposant d’une inertie thermique suffisante, il est également possible d’augmenter légèrement la température intérieure pendant les heures solaires, puis de réduire le fonctionnement en soirée. Le confort doit rester stable et les températures ne doivent pas être exagérément élevées, car cela diminuerait l’efficacité de la pompe à chaleur.
Utiliser un système de gestion de l’énergie
Un gestionnaire énergétique mesure la production solaire, la consommation du bâtiment et les flux avec le réseau. Il peut coordonner plusieurs équipements :
- la pompe à chaleur ;
- le ballon d’eau chaude ;
- la borne de recharge ;
- la batterie éventuelle ;
- certains appareils programmables.
La compatibilité entre l’onduleur, la pompe à chaleur et le système de pilotage doit être vérifiée dès la conception. Une installation techniquement performante mais composée d’équipements qui communiquent mal perd une partie de son potentiel.
Stocker la chaleur avant de stocker l’électricité
Un ballon d’eau chaude ou un accumulateur peut valoriser une partie du surplus solaire sans nécessiter de batterie électrochimique. Le stockage thermique présente néanmoins des limites. Il ne permet pas de conserver l’énergie de l’été jusqu’à l’hiver et doit rester proportionné aux besoins réels.
Une batterie est-elle indispensable ?
Une batterie solaire n’est pas obligatoire pour combiner photovoltaïque et pompe à chaleur. Un pilotage intelligent et un stockage thermique bien conçus peuvent déjà augmenter sensiblement l’utilisation de l’électricité produite sur place.
La batterie permet de décaler une partie de la production de la journée vers le soir ou la nuit. Elle ne résout toutefois pas le décalage saisonnier entre l’été et l’hiver. Sa pertinence dépend de la consommation nocturne, des tarifs d’électricité, du prix d’achat, de sa durée de vie et du niveau d’autoconsommation obtenu sans stockage.
Il peut être judicieux de prévoir une installation compatible avec une batterie future, puis d’analyser les données de consommation pendant une année avant d’investir.
Quel budget prévoir pour la combinaison ?
À titre indicatif, une installation photovoltaïque résidentielle de 6 à 13 kWc représente souvent un investissement compris entre 18 000 et 32 000 francs avant subventions. Une pompe à chaleur air/eau installée sur un réseau hydraulique existant peut coûter environ 30 000 à 45 000 francs.
Le budget combiné peut donc se situer autour de 48 000 à 77 000 francs avant aides, selon la puissance, l’état du bâtiment et les travaux nécessaires. Une nouvelle distribution de chauffage, une batterie, une rénovation électrique ou des adaptations importantes peuvent augmenter ce montant.
Une pompe à chaleur air/air présente souvent un investissement inférieur, mais son coût dépend du nombre d’unités intérieures et de la configuration des pièces.
Quelles aides sont disponibles en Suisse ?
Les panneaux photovoltaïques peuvent bénéficier de la rétribution unique fédérale administrée par Pronovo. Pour les installations de moins de 100 kW, le dispositif applicable est généralement la rétribution unique pour petites installations.
Les aides pour les pompes à chaleur dépendent principalement du canton, de la commune et du système remplacé. Le remplacement d’un chauffage à mazout, à gaz ou électrique peut ouvrir droit à une contribution, sous réserve de respecter les conditions techniques du programme.
Les demandes liées au chauffage doivent généralement être déposées et approuvées avant le début des travaux. Les investissements énergétiques réalisés sur un bâtiment existant peuvent aussi être déductibles fiscalement, après prise en compte des subventions reçues.
Les erreurs à éviter lors de la conception
- Dimensionner la pompe à chaleur d’après la puissance de l’ancienne chaudière sans calcul des besoins.
- Installer trop peu de panneaux alors que la toiture permet d’anticiper de futurs usages électriques.
- Confondre bilan annuel favorable et autonomie pendant l’hiver.
- Faire fonctionner la pompe à chaleur à une température de départ inutilement élevée.
- Ajouter une batterie sans avoir analysé les profils horaires de consommation.
- Choisir séparément les équipements sans vérifier leur compatibilité de pilotage.
- Commencer les travaux avant d’avoir déposé les demandes de subvention.
Faire étudier la pompe à chaleur et le photovoltaïque ensemble
La meilleure performance est obtenue lorsque le chauffage, la production solaire, l’eau chaude et les futurs usages électriques sont conçus comme un système unique. Une étude coordonnée permet de dimensionner les équipements, d’estimer l’autoconsommation et d’identifier les aides disponibles.
Découvrez les solutions Neo Sun de panneaux photovoltaïques, de pompes à chaleur air/eau et de pompes à chaleur air/air. Demandez votre étude gratuite pour évaluer la puissance adaptée, le budget prévisionnel et le potentiel énergétique de votre bâtiment en Suisse.
