Faire fonctionner la climatisation à l’énergie solaire, c’est-à-dire avec l’énergie solaire ? À première vue, cela semble contradictoire. Pourtant, il est tout à fait logique d’utiliser l’énergie solaire pour le refroidissement. En effet, c’est au moment où le besoin de refroidissement est le plus important que le soleil fournit le plus d’énergie. Pour savoir comment fonctionnent les climatiseurs solaires et quand il est intéressant de les installer pour les propriétaires de maisons individuelles, lisez la suite.
Comment est venue l’idée d’utiliser un climatiseur solaire ?
En France, les étés sont de plus en plus chauds : depuis les années 1990, le nombre annuel de jours de canicule (avec plus de 30 °C) ne cesse d’augmenter. Parallèlement, le nombre de nuits dites tropicales a également augmenté. Les longues vagues de chaleur et le faible refroidissement pendant la nuit font qu’il fait également de plus en plus chaud dans nos habitations depuis des années. Les scientifiques s’accordent à dire que cette tendance va très probablement se poursuivre dans les années à venir.
Pour rafraîchir les pièces à des températures agréables, des ventilateurs, climatiseurs et autres fonctionnent en permanence dans de nombreux endroits. En raison du fonctionnement des appareils de refroidissement, la consommation d’électricité augmente fortement en été. En raison de la production conventionnelle d’électricité, l’environnement continue d’être pollué par des gaz à effet de serre nuisibles au climat, car une grande partie de l’énergie continue d’être produite à partir de matières premières fossiles comme le charbon ou le gaz naturel. En d’autres termes, la réfrigération domestique contribue au réchauffement de la planète. Une solution durable pour les propriétaires soucieux de l’environnement consiste à faire fonctionner la climatisation à l’énergie solaire.
Jusqu’à présent, les climatiseurs ne sont pas encore très répandus dans les habitations privées en France, mais la demande est croissante. L’électricité produite par sa propre installation photovoltaïque est nettement moins chère que l’électricité du réseau et la production d’électricité solaire et la consommation pour la climatisation coïncident dans le temps : Deux bonnes raisons donc d’utiliser l’électricité produite par l’installation photovoltaïque pour la climatisation. De plus, les climatiseurs génèrent des pics de demande qui sollicitent davantage le réseau et qui pourraient être « lissés » par l’énergie solaire.
Principes des installations de refroidissement à énergie solaire
L’énergie du soleil peut être utilisée de deux manières différentes pour le refroidissement : d’une part dans le cadre de la thermie solaire, d’autre part par le biais du photovoltaïque (PV).
Contrairement au chauffage à l’énergie solaire, la production d’énergie et la consommation propre s’accordent parfaitement à tout moment dans le cas du refroidissement. Les jours chauds et ensoleillés, lorsque le besoin de refroidissement est particulièrement élevé, les capteurs solaires d’une installation solaire thermique et les cellules solaires des panneaux photovoltaïques fournissent tous deux le meilleur rendement.
Refroidir avec l’énergie solaire thermique
Deux possibilités s’offrent à celui qui souhaite refroidir sa maison au moyen d’une installation solaire thermique. Il y a :
- des procédés fermés avec des machines frigorifiques spéciales à adsorption ou à absorption
- les systèmes ouverts avec refroidissement par l’air
Les installations à absorption et à adsorption fonctionnent avec un fluide frigorigène en circulation qui absorbe la chaleur de l’air ambiant et la rejette à l’extérieur. Les systèmes ouverts, en revanche, utilisent le principe de l’évaporation pour le refroidissement. Par rapport à la première variante, ils n’atteignent toutefois pas une puissance frigorifique aussi élevée. Les deux procédés n’utilisent pas de fluides frigorigènes nocifs pour l’environnement. La plupart du temps, les fluides frigorigènes sont d’origine naturelle et l’eau est souvent utilisée.
Si une installation solaire thermique est utilisée pour le refroidissement en plus de la production d’eau chaude sanitaire, son taux d’utilisation augmente considérablement. Avec l’appareil à sorption comme consommateur supplémentaire, l’installation solaire thermique peut être conçue plus grande, ce qui permet de produire plus de chaleur en hiver. De plus, les problèmes de chaleur pendant les mois d’été sont évités.
La combinaison de l’énergie solaire thermique et de la climatisation est actuellement encore relativement coûteuse. De plus, le refroidissement solaire en est encore à ses débuts, ce qui explique que le marché allemand soit encore relativement restreint et qu’il n’y ait pas beaucoup de fabricants proposant des produits correspondants. Actuellement, les systèmes sont principalement utilisés dans les immeubles de bureaux, les unités commerciales, les hôpitaux ou les hôtels. Toutefois, l’installation de systèmes solaires thermiques plus importants est encouragée par l’Etat.
Refroidir avec le photovoltaïque
Les pièces d’une maison peuvent bien entendu être refroidies à l’aide d’une installation photovoltaïque. Pour cela, on utilise des climatiseurs courants qui fonctionnent à l’électricité solaire. Cela permet non seulement d’économiser des coûts, mais aussi d’augmenter sa propre consommation d’électricité photovoltaïque provenant de sa propre installation solaire.
Les climatiseurs ont longtemps été considérés comme de véritables pollueurs. D’une part, on utilisait autrefois des fluides frigorigènes nocifs pour l’environnement et d’autre part, ils consomment beaucoup d’énergie. Aujourd’hui, on utilise de plus en plus de fluides frigorigènes comme l’ammoniac ou l’eau, qui préservent le climat. Et la consommation élevée d’électricité ne nuit plus à l’environnement lorsque la climatisation fonctionne à l’énergie solaire.
Types de climatiseurs solaires
Il existe deux types différents de climatiseurs électriques : les climatiseurs mobiles et les climatiseurs split. Les appareils mobiles se révèlent particulièrement flexibles. Ils sont faciles à transporter, relativement bon marché à l’achat et prêts à l’emploi. Avec eux, il suffit de brancher la fiche dans la prise de courant et la pièce peut déjà être climatisée. Le fonctionnement est simple : le climatiseur aspire l’air chaud de la pièce, le refroidit à l’aide d’un compresseur et le renvoie ensuite dans la pièce.
Les climatiseurs split sont en revanche installés de manière fixe. Ils se composent d’une unité intérieure et d’une unité extérieure, toutes deux séparées dans l’espace. La partie intérieure, qui se trouve dans la maison, comprend un ventilateur avec un échangeur de chaleur ; la partie extérieure, qui est montée à l’extérieur du bâtiment, comprend un compresseur et une pompe à réfrigérant. Comme le compresseur se trouve à l’extérieur, une installation split est nettement plus silencieuse à l’intérieur que les appareils mobiles. Son installation nécessite toutefois de percer un mur.
Un climatiseur split ne fait pas que rafraîchir : De nombreux appareils permettent également de chauffer la maison. Pendant les mois de transition, la climatisation permet de combler le temps d’attente jusqu’à la mise en service de l’installation de chauffage. Dans les petites maisons de vacances, une telle installation suffit même souvent comme seul générateur de chaleur et de froid.
La plupart des climatiseurs split permettent en outre un mode de ventilation pure : l’air vicié est alors aspiré hors des pièces et de l’air frais est introduit. Des filtres spéciaux retiennent la poussière et le pollen, de sorte que même les personnes allergiques peuvent respirer à pleins poumons.
Commande optimale : onduleur avec gestionnaire d’énergie
Pour que l’installation d’énergie solaire et le climatiseur fonctionnent ensemble de manière optimale, il faut un onduleur avec système de gestion de l’énergie. Il garantit que le climatiseur ne fonctionne que lorsqu’il y a un surplus d’électricité. Un aspect important, car si le climatiseur utilise de l’électricité du réseau public sans que l’on s’en rende compte, cela peut vite coûter cher. D’ailleurs, tous les climatiseurs ne peuvent pas être commandés par un onduleur. Pour en avoir le cœur net, il suffit de consulter la description du produit ou de se renseigner auprès du fabricant.
Avantages des climatiseurs solaires
- Les besoins en refroidissement solaire et l’offre d’énergie solaire coïncident au cours de l’année : Le rendement est particulièrement élevé en été.
- Il existe également une concordance entre les besoins et l’offre au cours de la journée : Lorsque le soleil est haut, la chaleur est maximale.
- Plus il fait chaud, plus le rendement de l’installation solaire thermique est élevé.
- Il n’y a pas de rejet de dioxyde de carbone nocif pour l’environnement.
- Aucun fluide frigorigène nuisible au climat n’est utilisé.
- L’institut de crédit pour la reconstruction KfW encourage les installations frigorifiques solaires thermiques par des crédits et des subventions de remboursement intéressants.
