Système de pompe à chaleur à air + Photovoltaïque intégré au bâtiment – PACAIRPV

Le nombre de bâtiments équipés à la fois de Pompe à Chaleur à air et de capteurs Photovoltaïques est en augmentation. Mais la conception actuelle de tels systèmes n'est en général pas optimale, car les interactions possibles entre les deux composants ne sont pas envisagées. Le rendement des modules PV étant au mieux de l'ordre de 20 %, 80 % de l'énergie incidente est disponible sous forme de chaleur qui peut être valorisée grâce à la PAC. Le rendement de certains modules augmente quand leur température diminue, ce qui pourrait être obtenu grâce à la PAC.
Le présent projet a pour objectif d'étudier, à la fois par la modélisation et par l'expérimentation, une innovation technologique consistant à :
-utiliser la chaleur produite par les modules PV pour augmenter la température de la source froide, et donc le COP de la PAC, et si possible éviter le problème de givrage,
- utiliser l'air refroidi en sortie de l'évaporateur pour améliorer le rendement des modules PV,
- réguler les circulations d'air en fonction des conditions extérieures et des besoins du bâtiment,
- optimiser le choix des modules PV et du type de PAC pour réduire les impacts environnementaux globaux du système. Le partenariat est constitué de deux organismes de recherche (ARMINES et INES), d'un industriel (CIAT) et d'un bureau d'étude (CYTHELIA). L'association entre spécialistes des pompes à chaleur et du photovoltaïque est adaptée aux objectifs recherchés en termes d'optimisation globale et d'intégration au bâtiment.
Le projet consistera à sélectionner une configuration à partir d'une analyse préliminaire. Un prototype sera ensuite conçu et réalisé, et des travaux de modélisation seront également menés, afin d'implémenter et d'intégrer le modèle dans un outil de simulation de bâtiment. Le prototype de pompe à chaleur sera ensuite testé sur une plateforme de mesure, puis installé dans une maison basse consommation. L'analyse des résultats de mesure ainsi que des simulations sur des cas d'étude permettront d'apporter des réponses sur le potentiel d'application de ce concept.