Les capteurs solaires aérovoltaïques sont des capteurs dits « hybrides ». Ils sont l’association de deux techniques, le capteur photovoltaïque pour fournir de l’électricité, le capteur aérosolaire pour fournir de l’air chaud.
Pourquoi associer les deux ? Tout simplement parce que les capteurs photovoltaïques produisent plus de chaleur que d’électricité. Une chaleur perdue puisqu’elle est dissipée dans l’air ambiant et non exploitée. De plus, le rendement en production électrique diminue lorsque la température des capteurs devient élevée.
En créant une circulation d’air, dans un caisson étanche en sous-face des panneaux photovoltaïques et en les refroidissant, on améliore le rendement des panneaux de 5 à 15 %. L’énergie thermique produite dans le caisson est alors insufflée dans l’habitat à l’aide d’un ventilateur à air qui permet de transférer l’air chaud et de faire un complément de chauffage en hiver. En été, le système peut être utilisé pour faire une circulation nocturne, pour apporter l’air frais de la nuit dans la maison.
Des systèmes existent également pour exploiter l’air sous les panneaux en fonction de la température, pour alimenter un ballon d’eau chaude thermodynamique en air tempéré, ce qui améliore son rendement. Le coût d’un système aérovoltaïque est assez élevé, si on considère la part de main d’oeuvre par un professionnel. On peut le poser soi-même, mais en ayant de solides compétences en couverture et électricité/ VMC. Si ce n’est pas le cas, ne vous lancez pas dans cette opération.
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• Vous devez réaliser les simulations nécessaires afin de veiller à ne pas sous ou sur-dimensionner votre capacité de production en autoconsommation. Votre installation doit être parfaitement adaptée à vos besoins pour maximiser la rentabilité.
• N’installez pas plus de 3 kWc de puissance. Au-delà, ENEDIS exige une attestation d’un professionnel RGE. Vous pouvez faire une procédure pour obtenir une attestation de conformité, elle vous permet de valider votre installation par le contrôle physique de l’organisme Consuel. Elle n’est pas obligatoire en dessous de 3 kWc, mais il est vivement recommandé de l’obtenir pour sécuriser votre installation. Elle vous sera utile, par exemple, en cas de revente de votre bien immobilier et pour couvrir votre centrale auprès d’un assureur.
• La zone où vous installerez vos panneaux doit être en grande partie de la journée exposée plein sud, sans ombre portée selon la course journalière du soleil (attention : elle diffère durant l’année). Les combles en sous-face des capteurs doivent être des combles perdus facilitant le passage des gaines aérauliques, des alimentations électriques vers le tableau général et la pose du caisson de ventilation avec sa bouche d’insufflation.
Par la suite :
• Effectuez la déclaration préalable de travaux en mairie.
• Informez ENEDIS de votre capacité à devenir producteur d’électricité. En autoconsommation avec ou sans revente du surplus, une déclaration de point de raccordement est suffisante
• Assurez-vous d’avoir suffisamment de place à côté de votre tableau général d’abonné à proximité du compteur Linky.
2 – Commander le matériel
Les fabricants sont peu nombreux sur ce créneau. Vous devez faire appel à un fournisseur reconnu, disposant d’un bon support technique en cas de difficulté et pouvant assurer un vrai service après-vente. Avant de faire votre choix, n’hésitez pas à récolter l’avis de propriétaires de centrales aérovoltaïques en parcourant nos témoignages et les forums spécialisés.
Voici les éléments dont vous devez disposer :
✔️ Capteurs aérovoltaïques.
✔️ Onduleur de chaîne.
✔️ Coffret AC courant alternatif / DC courant continu.
✔️ Câbles de section appropriées et accessoires de connexion.
✔️ Structures et crochets pour une pose en surimposition toiture.
✔️ Gaines aérauliques et caisson de ventilation.
✔️ Système de régulation et gestionnaire du système.
✔️ Notices nécessaires au montage et mises en service.
3 – Réaliser les travaux dans les combles perdus
Dans vos combles, vous devez réaliser les étapes suivantes :
• Préparer le passage des fourreaux et câbles de section appropriée, entre la zone de captage en toiture et le tableau général d’abonné, ou sera positionné l’onduleur de chaîne et le coffret de coupure AC/DC.
• Repérer les câbles + et -, avec une étiquette différente à chaque bout. Prévoir un câble de terre de section appropriée, qui doit être dans le même fourreau que les fils raccordés entre l’onduleur et le champ de capteur, pour le raccordement équipotentiel des panneaux.
• Poser le caisson de ventilation suspendu à la charpente.
• Faire passer le fourreau et l’alimentation électrique du caisson entre les combles et le tableau général.
• Faire passer le fourreau et l’alimentation de la régulation en ambiance, ainsi que le passage des sondes de détection de température d’air chaud dans le caisson.
• Installer la bouche d’insufflation à l’endroit choisi, au plafond, en raccordant celle-ci au caisson de ventilation avec la gaine aéraulique de section compatible.
• Installer les gaines aérauliques entre le caisson et la zone de captage sur la toiture et les laisser en attente, en veillant à éviter des longueurs trop importantes et des coudes trop serrés, générateurs de pertes de charge et de bruit.
Des combles abritant un système aérovoltaïque en intégration à la toiture / Images : Opto45.
4 – Effectuer les travaux sur toiture
Sur votre toiture, vous devez réaliser les étapes suivantes :
⚠️ Respectez les règles de sécurité liées aux travaux en hauteur : ne travaillez pas seul pour poser l’ensemble, attachez-vous à une ligne de vie, sécurisez l’accès avec une échelle fixée, ou mieux, avec un échafaudage.⚠️
• Ôter les tuiles nécessaires à la fixation des crochets supportant les rails de jonction. Soyez rigoureux en suivant scrupuleusement le calepinage et les conditions de fixation à la charpente pour assurer la solidité de l’ensemble.
• Les rails montés et solidement fixés, procéder à la pose des dalles en polystyrène extrudées servant de sous face au capteur photovoltaïque. Les dalles sont fixées sur les rails de jonction à l’aide de vis autoforeuses, et vont assurer la fonction de circulation d’air chaud.
• Raccorder les gaines aérauliques laissées en attente, sur la dalle en polystyrène, avec les manchettes adaptées, en assurant une fixation fiable et étanche. C’est une partie délicate, mais très importante pour un bon résultat.
• Prévoir le passage de la sonde de température d’air à l’intérieur de cette manchette à l’endroit dédié.
• La prise d’air et l’ensemble des dalles/rails étant posés, vous allez pouvoir faire la pose des capteurs photovoltaïques sur les supports. ⚠️Il est impératif de ne pas être seul pour effectuer le montage des capteurs.⚠️ Si les capteurs ne sont pas lourds, ils sont fragiles et le moindre choc est préjudiciable. Soyez également prudents en fonction du vent qui peut rapidement vous faire perdre l’équilibre. Assurer la fixation des capteurs sur les rails en connectant en série les câbles électriques à l’arrière, prééquipé de fiches MC4, évitant les erreurs par une connexion mâle/femelle en série.
• L’ensemble des capteurs photovoltaïques posés et raccordés, vous allez procéder au montage des rebords périphériques tôle aluminium et perforé sur leur longueur. C’est par ces trous que l’air va circuler dans l’espace créé entre le capteur et la dalle isolante. En fonction de la température détectée par la sonde, le ventilateur se met en service pour faire circuler l’air dans cette espace et être réchauffé avant d’être insufflé dans la maison.
• Connecter les câbles d’alimentation que vous avez repérés en polarité + et – à l’aide des connecteurs MC4, en vous assurant que les câbles en attente à l’onduleur sont isolés et ne peuvent pas se toucher.
• Faire le raccordement à la terre de l’ensemble des capteurs et de toutes les parties métalliques qui doivent être reliés entre elles, en utilisant du câble vert/jaune avec des cosses que vous fixerez à l’aide de vis autoforeuses.
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• À proximité du tableau général de protection, poser le coffret AC/DC qui comprend les protections et coupures de chaque circuit, qui sont souvent regroupées dans un coffret unique avec une séparation intermédiaire. Veillez à ce que la hauteur du coffret ne soit pas supérieure à 1,80 m.
• Poser l’onduleur de chaîne selon les préconisations du fabricant, qui sert à transformer le courant continu (DC) en courant alternatif (AC), en respectant la même hauteur.
• Raccorder les câbles + et – arrivant du champ de capteurs, sur le coffret à l’entrée DC et ensuite du coffret DC à l’onduleur de chaîne avec les fiches MC4 en respectant la polarité. Laisser toutes les coupures disjoncteurs du coffret sur arrêt vers le bas. L’onduleur est également en position arrêt.
• Raccorder la partie AC de l’onduleur au coffret AC entrée onduleur et ensuite du coffret sortie AC à un nouveau disjoncteur différentiel 30 mA, adapté à votre puissance, que vous installez sur votre tableau général, avec un repère protection injection.
• Bien entendu, ⚠️ couper provisoirement le courant de votre maison pour faire cette opération en travaillant hors tension.⚠️ Éviter les bouts de fil et privilégier les peignes de raccordement pour le raccorder en partie supérieure sur le réseau. En sortie inférieure, vous raccordez la liaison du coffret AC.
• Raccorder la terre en provenance du champ de capteur sur le tableau coffret AC/DC et faire une liaison de section appropriée avec la barrette de terre de votre tableau général. Veillez à raccorder votre onduleur à la terre s’il possède une partie métallique, à l’aide d’une cosse vissée sur la carcasse. Si vous êtes en zone parafoudre, votre section doit être au moins égale à celle du parafoudre. Raccordez le câble d’alimentation du caisson de ventilation à un disjoncteur 10 A en supplément et en veillant qu’il soit sur une ligne protégée par un interrupteur différentiel 30 mA.
• Raccorder les sondes et la connexion de régulation d’ambiance du caisson sur le gestionnaire à proximité du tableau général. Des tores de mesure sont à raccorder sur votre gestionnaire pour mesurer votre production et l’on peut également le raccorder au compteur Linky à l’emplacement dédié.
• Le gestionnaire est à raccorder sur une prise soit modulaire, soit en saillie, à proximité de votre tableau.
6 – Mettre en service
Tous les composants de votre installation sont raccordés. Vous allez pouvoir mettre en service votre installation.
• Commencer par la mise sous tension du gestionnaire sur la prise dédiée à son raccordement.
• Mettre sous tension l’alimentation du caisson de VMC.
• Télécharger l’application du gestionnaire qui vous permet de piloter et contrôler votre appoint chauffage par le ventilateur. Elle vous permet également de connaître votre production d’électricité et la part en autoconsommation instantanée et journalière. Par la suite, des bilans mensuels et annuels sont disponibles, avec votre connexion internet.
• Mettre en service votre centrale photovoltaïque en procédant de la manière suivante :
→ Enclencher le disjoncteur DC sur le coffret.
→ Enclencher le disjoncteur AC sur le coffret.
→ Enclencher le disjoncteur différentiel 30 mA repéré pour l’injection sur le tableau général.
→ Enclencher en dernier le bouton marche/arrêt de l’onduleur. À la mise sous tension, il va se synchroniser avec le réseau et le champ de capteur, en vous indiquant la puissance disponible en production. Votre installation est en service et va commencer sa production.
7 – Exploiter sa centrale solaire aérovoltaïque
• La gestion de l’apport en air chaud est simple et automatique, en fonction de la température sous les capteurs dans le caisson et la température ambiante demandée. La bouche d’insufflation doit être dans un espace suffisamment grand et ne pas être à proximité du thermostat qui commande votre chauffage habituel. Elle pourrait influencer son action sur le chauffage du reste de la maison.
• Votre production doit être accompagnée d’une modification de vos habitudes, pour maximiser votre autoconsommation et faire tourner certains appareils en fonction de votre production. Les infos du gestionnaire avec l’application vous aideront grandement à y parvenir.
• Si votre surplus est conséquent, il est important de modifier votre comportement ou d’envisager à l’avenir, une batterie physique ou virtuelle. Prenez le temps d’analyser les vrais intérêts que cela peut représenter.
• Il est important également de réduire votre consommation, en adoptant des écogestes, en améliorant votre isolation et en adoptant un système de chauffage/eau chaude sanitaire plus performant, car l’énergie la moins chère est celle que l’on ne consomme pas.
• C’est cet ensemble qui permet de participer à la transition énergétique et d’envisager que l’impact du coût de l’énergie sur votre budget, soit le plus faible possible. Le confort à un coût et si l’énergie est notre avenir, cette énergie nous coûtera de plus en plus cher.
