Le chiffre de 80 % est réel mais c'est un chiffre combiné de pointe, pas un chiffre annuel : environ 15–22 % d'électricité plus 55–60 % de chaleur, mesurés à basse température de fluide et en plein soleil. L'utilisation combinée annuelle d'un champ PVT domestique est plus proche de 45–60 %. Rapporté au seul rayonnement solaire, un panneau non vitré peut même dépasser 100 %, car la chaleur ambiante s'y ajoute.
D'où vient le chiffre de 80 % ?
Il vient de l'addition de deux rendements mesurés différemment. Le rendement électrique d'un panneau PVT dans les conditions d'essai normalisées est de 15–22 % pour les modules cristallins actuels. Son rendement thermique optique, c'est-à-dire l'ordonnée à l'origine de la courbe de rendement du capteur mesurée selon ISO 9806 avec un fluide à température ambiante, est généralement de 0,55–0,60 pour un panneau non vitré. Additionnez-les et vous obtenez une valeur légèrement inférieure ou supérieure à 80 %.
L'arithmétique est légitime. L'affirmation ne devient trompeuse que lorsque l'on passe les conditions sous silence. Cette ordonnée à l'origine s'applique à un écart de température nul entre le fluide et l'ambiance, à plein éclairement, sans pénalité due au vent. Poussez le fluide à 20 K au-dessus de l'ambiance et un panneau non vitré dont le coefficient de pertes thermiques est proche de 12 W/m²K a déjà rendu l'essentiel de ce rendement thermique.
Quel rendement un panneau PVT atteint-il sur une année ?
| Indicateur | Valeur typique | Conditions |
|---|---|---|
| Rendement électrique de pointe | 15 – 22 % | STC, température de cellule de 25 °C |
| Rendement thermique optique (non vitré) | 0,55 – 0,60 | Fluide à température ambiante, plein soleil |
| Rendement combiné de pointe | 70 – 82 % | Les deux précédents, simultanément |
| Utilisation combinée annuelle | 45 – 60 % | Températures de ballon et profil de charge réels |
| Production thermique par rapport à l'apport solaire, usage en source | Peut dépasser 100 % | Chaleur ambiante ajoutée au solaire (IEA SHC Task 60) |
La dernière ligne est celle que l'on a le plus de mal à croire, et c'est la plus défendable. Lorsqu'un panneau non vitré fonctionne comme source d'une pompe à chaleur avec un fluide en dessous de la température ambiante, il capte la chaleur de l'air et de la condensation en plus de la lumière du soleil. Rapportée au rayonnement solaire qui frappe le panneau, la production thermique peut dépasser 100 % : aucune énergie n'est créée, elle est puisée dans un second réservoir que le référentiel ignore.
Pourquoi un panneau hybride peut-il battre le PV et le thermique séparés sur la production totale ?
Parce que le même mètre carré remplit deux fonctions qui se renforcent mutuellement. Le silicium perd 0,25–0,34 % de sa puissance nominale pour chaque degré de température de cellule au-dessus de 25 °C : environ −0,34 %/K pour le mono PERC, −0,29 %/K pour le TOPCon et −0,25 %/K pour le HJT. Un panneau refroidi à 30 °C au lieu de fonctionner à 60 °C restitue donc plusieurs pour cent d'électricité en plus, ce qui est le mécanisme décrit dans les panneaux solaires fonctionnent-ils mieux refroidis ?
Le coût, c'est la température. Garder les cellules froides, c'est garder le fluide froid, ce qui plafonne le niveau thermique utile. Ce compromis est toute la tension de conception du PVT, et c'est pourquoi la comparaison honnête porte sur l'énergie utile totale par mètre carré, et non sur le rendement affiché. Là où la surface de toit est la contrainte déterminante, le PVT l'emporte généralement ; là où elle ne l'est pas, le match PVT ou PV et solaire thermique séparés reste réellement ouvert.
Comment vérifier une annonce de rendement sur une fiche technique ?
Demandez trois valeurs et ignorez le chiffre affiché :
- η0 (rendement optique) et s'il est donné sur la surface hors tout ou sur la surface d'entrée. Les chiffres sur surface hors tout paraissent moins bons et ce sont ceux que reporte un certificat Solar Keymark : des valeurs exprimées sur des bases de surface différentes ne sont donc pas comparables.
- a1 et a2, les coefficients de pertes thermiques, ainsi que le coefficient de vent pour les panneaux non vitrés. Un a1 élevé signifie que le rendement thermique s'évapore dès que le fluide s'échauffe.
- Le coefficient de température de la puissance, en %/K, pour la partie électrique.
Avec ces valeurs, vous pouvez calculer la production à votre température de fonctionnement réelle plutôt qu'au point d'essai. Un fabricant qui publie les courbes complètes, les températures de stagnation et les valeurs sur surface hors tout vous dit quelque chose qu'un pourcentage isolé ne peut pas dire. Solimpeks publie sur cette base les données testées Solar Keymark de ses panneaux hybrides PV-T.
Alors, 80 % est-il un chiffre honnête ?
Il est honnête avec ses conditions, trompeur sans elles. Une version précise se lit ainsi : un panneau PVT non vitré convertit jusqu'à environ 80 % de l'énergie solaire incidente en électricité utile et en chaleur basse température à son point d'essai, et 45–60 % sur une année réelle, alors qu'un module PV équivalent convertit 15–22 % et rejette le reste sous forme de chaleur perdue.
Cette seconde proposition est celle qui compte commercialement. La comparaison ne se fait pas entre le PVT et un idéal théorique, mais entre le PVT et un module PV qui jette environ quatre cinquièmes de la lumière qu'il absorbe. Jugée ainsi, même une valeur annuelle prudente de 50 % d'utilisation combinée représente un gain important par mètre carré, à condition qu'il existe une charge réelle, toute l'année, pour la chaleur basse température.
Questions fréquentes
Un panneau PVT est-il plus efficace qu'un panneau PV ?
En énergie totale par mètre carré, oui : généralement trois à cinq fois plus, car la production thermique écrase la production électrique. En rendement électrique seul, les deux sont proches, le PVT étant légèrement en avance par temps chaud grâce au refroidissement des cellules.
Comment le rendement thermique peut-il dépasser 100 % ?
Seulement lorsque le rendement est rapporté au seul rayonnement solaire. Un panneau non vitré fonctionnant en dessous de la température ambiante absorbe aussi la chaleur de l'air, de la pluie et de l'environnement : la production thermique utile peut donc dépasser la lumière qui frappe le panneau. Aucun bilan énergétique n'est violé.
Un panneau PVT vitré a-t-il un meilleur rendement ?
Il a un meilleur rendement thermique à température élevée et atteint 50–70 °C en sortie, mais il fait fonctionner les cellules plus chaudes et cède généralement 5–8 % de production électrique annuelle. Choisissez selon la température dont la charge a besoin, pas selon le rendement affiché.
Quel chiffre de rendement dois-je utiliser pour un calcul de retour sur investissement ?
Aucun des deux chiffres de pointe. Utilisez la production annuelle en kWh par m² d'électricité et en kWh par m² de chaleur à votre température de ballon réelle, tirée de la courbe de performance certifiée. Les rendements de pointe surestiment largement la production d'une installation domestique.