Pompe à chaleur couplée au système PV : résultats et faits après un an de fonctionnement

Il y a un peu plus d’un an, j’ai publié ici comment j’ai intégré mon ancienne pompe à chaleur dans mon système de gestion de l’énergie domestique de Solar Manager. Comme cette optimisation est opérationnelle pour moi depuis plus d’un an, je peux enfin présenter une évaluation basée sur des valeurs annuelles. Quelle est l’influence de l’optimisation et la pompe à chaleur fonctionne-t-elle avec plus d’énergie solaire qu’auparavant ? La pompe à chaleur consomme-t-elle désormais plus d’énergie qu’avant ? Est-ce que cela fait plus de cycles et nuit ainsi à votre durée de vie ? J’irai au fond de ces questions dans cet article…

Raccordement de la pompe à chaleur au système PV

Dans mon cas avec une pompe à chaleur vieille de 20 ans, j’ai dû faire quelques détours pour relier la PAC à mon système de gestion d’énergie. Comme mentionné, j’ai documenté ici en détail il y a un an comment la pompe à chaleur Stiebel Eltron était connectée. Les pompes à chaleur les plus récentes présentent le grand avantage de disposer soit d’une interface numérique déjà intégrée, soit de pouvoir facilement l’installer ultérieurement à l’aide d’un module supplémentaire. Dans de tels cas peut La pompe à chaleur communique « bidirectionnellement » avec le Solar Manager. Cela signifie que la pompe à chaleur peut être contrôlée plus précisément à l’aide des spécifications de point de consigne et fournit également des informations sur les températures et le mode actuel. Je n’ai pas encore pu emprunter cette voie, mais ce sera certainement un critère d’achat lors du remplacement de la machine existante.

Quelle est la part de l’énergie solaire dans la consommation de la pompe à chaleur ?

La partie la plus intéressante de l’évaluation est probablement le calcul de la proportion « d’énergie solaire par rapport à la consommation du réseau » pour le fonctionnement de la pompe à chaleur. Depuis que j’ai mis en œuvre l’optimisation il y a plus d’un an, j’ai pu calculer l’évaluation chaque mois jusqu’à aujourd’hui. Le résultat confirme mes attentes :

L’optimisation de la pompe à chaleur avec l’énergie solaire apporte une énorme valeur ajoutée, surtout pendant la période de transition. Dans ce cas de février à avril et d’octobre à novembre.

Durant les mois d’hiver purs de décembre et janvier, une amélioration des valeurs pourrait être obtenue, mais étant donné la faible production photovoltaïque, l’effet est plutôt faible. Cependant, au cours des mois de transition, une augmentation significative a été obtenue, passant parfois de 20 % à plus de 60 %.

Bien sûr, si vous empilez les valeurs de consommation et de rendement des mois les unes sur les autres, vous pouvez clairement voir que décembre et janvier sont les mois où le WP a le plus besoin d’électricité. Les valeurs moyennes de la part solaire sur l’année sont légèrement inférieures. Avant optimisation, cette valeur était de 22 % et après optimisation, de 39 %. Converti en valeurs énergétiques effectives, cela signifie que la pompe à chaleur pourrait fonctionner avec 1 200 kWh d’électricité autoproduite. Sans optimisation, cela représentait près de 650 kWh, soit 550 kWh ont été atteints.

Plus de consommation grâce à l’optimisation ?

J’entends très souvent ce jugement général selon lequel la pompe à chaleur a augmenté sa consommation au fil de l’année à cause de l’énergie solaire. Comme je surveille la consommation mensuelle de la pompe à chaleur depuis 2016, je peux également apporter ici quelques précisions. Ma recommandation ici est que vous mesuriez également la consommation d’énergie électrique de votre pompe à chaleur ; il existe des solutions peu coûteuses pour cela. D’une part, j’ai pu minimiser le fonctionnement de la pompe à chaleur de 2017 à 2019, passant de bien plus de 4 000 kWh par an à un peu moins de 3 000 kWh. Cela se fait grâce à un ajustement de la courbe de chauffe et à de meilleurs réglages ; cette approche à elle seule a permis d’économiser un quart de la consommation. Au cours des trois dernières années, nous avons eu besoin en moyenne d’environ 3 050 kWh par an pour le chauffage. Depuis que j’ai activé l’optimisation documentée, la consommation a changé d’environ 100 kWh. Cela ne représente que 3% de consommation supplémentaire et sans tenir compte des jours de chauffage (météo), cela ne vaut pas la peine d’y prêter attention. En fin de compte, cela signifie : l’optimisation de la pompe à chaleur avec l’énergie solaire n’entraîne pas de consommation supplémentaire notable avec les bons réglages.

Le vieillissement des machines ?

Surtout lorsqu’il s’agit du vieillissement de la machine (usure), on entend souvent dire qu’un raccordement à l’installation photovoltaïque a des effets négatifs. Avec une machine tout ou rien comme celle que je possède (pas d’inverseur HP), ce ne sont pas les heures de fonctionnement qui sont importantes, mais le nombre de commutations du compresseur. Dans le meilleur des cas, la pompe à chaleur effectue moins de cycles chaque jour, c’est-à-dire moins de démarrages du compresseur et donc des durées de fonctionnement plus longues. En particulier en cas de conception ou de configuration médiocre, vous constatez souvent trop de processus de commutation, ce qui peut entraîner des pannes plus rapides. Je mesure et surveille les cycles de fonctionnement de la pompe à chaleur depuis plusieurs mois. Dans mon cas, environ 5 cycles par jour en moyenne ont été nécessaires sur les 90 derniers jours pour couvrir les besoins en chaleur.

L’optimisation PV a même pour effet que je fais moins de cycles que les jours où l’optimisation a moins d’influence. En surchauffant délibérément la masse du bâtiment avec un excès de PV, les durées de fonctionnement de la pompe à chaleur s’allongent. Voici un exemple d’une journée de février où deux cycles courts et un cycle long dans la journée ont suffi à couvrir les besoins en chaleur.

Potentiel d’économies

Les données énergétiques pures ne seront pas faciles à comprendre pour tous les lecteurs. Mais ce qui est toujours facile à comprendre, ce sont les économies qui peuvent être réalisées grâce à une telle optimisation. Bien entendu, ceux-ci varient considérablement localement en raison des différents fournisseurs d’énergie. Dans mon cas, le prix de l’électricité l’année dernière était de 25,21 centimes/kWh et est passé à 33,9 centimes/kWh pour l’année en cours 2024, au tarif standard.

L’année dernière, l’optimisation de 550 kWh supplémentaires transférés à l’énergie solaire a permis une économie de près de 140 CHF. Pour l’année en cours, avec l’augmentation du prix de l’électricité, ce montant augmenterait même de 50 CHF supplémentaires, la prestation restant la même.

Pour garantir une analyse équitable, j’ai extrapolé les coûts en utilisant une partie des coûts de production pour la construction et l’exploitation du système photovoltaïque. Les coûts d’exploitation purement électriques de la pompe à chaleur se sont élevés l’année dernière à environ 570 CHF.

Mesurer l’efficacité

J’en ai un avec moi depuis quelques semaines maintenant Compteur de chaleur et de froid Neovac Supercal 5 installée. Cela permet de capter l’énergie thermique dégagée. En enregistrant simultanément la consommation d’énergie électrique, je peux déterminer l’efficacité de la pompe à chaleur, ce qu’on appelle le facteur de performance annuel (JAZ). En termes simples, il détermine le rapport entre l’énergie fournie (électricité) et l’énergie générée (chaleur dégagée). Je suis également en train de déterminer quelques autres chiffres clés et je les publierai certainement ici.

Le graphique ci-dessous montre à quoi pourrait ressembler une telle analyse simplifiée après environ 3 semaines de fonctionnement. Selon ces données, la pompe à chaleur fonctionne avec un JAZ de 3,1, ce qui est une très bonne valeur pour une pompe à chaleur vieille de 20 ans. Comme le montre le graphique, la pompe à chaleur a consommé 370 kWh d’énergie électrique et a pu produire près de 1 200 kWh d’énergie thermique.

Conclusion

Même si la production du système photovoltaïque et la consommation de la pompe à chaleur sont acycliques tout au long de l’année, l’optimisation fait une grande différence. Il s’avère qu’un grand potentiel peut être exploité au cours des mois de transition, ce qui contribue à réduire la charge sur le réseau, à garantir un amortissement plus rapide de l’installation photovoltaïque et de votre propre portefeuille. Si les tarifs dynamiques se généralisent en Suisse, la part de la consommation du réseau pourra également être optimisée – des temps passionnants à venir…

Clause de non-responsabilité:

Bien entendu, ce rapport ne représente pas une étude scientifique, mais est purement une analyse basée sur mes données. La propriété est une maison unifamiliale individuelle dotée d’un système photovoltaïque de 21,88 kWc, selon ce rapport.