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Doper le rendement du solaire thermique

François Ploye
Doper le rendement du solaire thermique

L'expérimentation a été menée avec deux Cesi Viessmann Vitosol 200-F.

© Photos Mines ParisTech

Selon un projet de recherche du centre Persée, la production d'appoint d'un Cesi peut être optimisée par la prise en compte des prévisions journalières d'ensoleillement et de consommation.

Un Cesi (chauffe-eau solaire individuel) est composé de panneaux solaires thermiques, d'un ballon de stockage d'eau chaude et d'un régulateur. La production de chaleur est obtenue avec deux sources, le solaire dans la journée et l'électricité, de préférence la nuit afin de bénéficier des tarifs heures creuses. La consommation d'eau chaude sanitaire comporte deux pics, le matin et en fin de journée.

Le projet Cresus (1) a consisté à réguler l'appoint d'un chauffe-eau de ce type à partir des prévisions météorologiques, d'une estimation des consommations à venir et de la température de l'eau du ballon. Si l'ensoleillement annoncé pour le lendemain est important, il suffit de chauffer uniquement pour alimenter la douche du matin. Le recours au chauffage électrique d'appoint la nuit est ainsi minimisé. La température plus basse en début de journée augmente le rendement global et aide aussi à limiter le risque de surchauffe estivale de l'installation solaire.

30 % d'économies sur la consommation électrique

Pour l'expérimentation, deux Cesi Viessmann Vitosol 200-F avec régulateur Resol ont été comparés, l'un avec régulation standard et l'autre avec régulation asservie. Les données météo ont été téléchargées sur le Net par Wifi, et converties en quatre niveaux pour être exploitées. Elles pourraient aussi être récupérées par liaison radio ou satellite.

« Nous avons intégré sur une carte Raspberry les codes développés à l'aide d 'un algorithme assez simple pour piloter la régulation prédictive et moduler le fonctionnement nocturne de l'appoint électrique du ballon. Les tests en conditions réelles ont montré une économie de 30 % sur la consommation électrique », assure Patrick Gatt, ingénieur de recherche au Centre Persée. « À présent, il faudrait valider l' incertitude sur la performance avec un panel représentatif de cas réels de clients. Ce genre de produit pourrait alors se développer si la réglementation est incitative », résume François-Pascal Neirac, professeur à Mines ParisTech. L'équipe collabore actuellement avec des start-up pour développer des applications concrètes. Les chercheurs soulignent que cette approche pourrait fonctionner avec d'autres systèmes EnR couplés à du stockage afin d'augmenter le taux d'autoconsommation, comme du solaire photovoltaïque associé à un stockage électrochimique.

(1) Le projet Cresus (contrôleurs régulateurs embarqués pour des systèmes utilisant l'énergie solaire) a été mené par le Centre Persée, centre de recherches conjoint Mines ParisTech et Armines basé à Sophia Antipolis. Soutenu par le dispositif Carnot, le projet a bénéficié d'un financement ANR dans le cadre du programme national Avene PME.

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