Pompe à chaleur : le parfait maillage de l’énergie solaire et UTES

Une équipe internationale a développé un système innovant qui combine une pompe à chaleur avec des panneaux solaires. Ce dispositif est associé à un stockage d’énergie thermique souterrain (UTES). L’excédent d’électricité produit par les panneaux améliore le rendement de la pompe à chaleur. L’étude, publiée dans une revue scientifique, a réuni des chercheurs de l’Université de Nairobi et d’un institut coréen spécialisé dans l’énergie.

La simulation réalisée sur trois cas démontre que ce système permet de réduire la consommation d’énergie de 14 % pour le chauffage et de 39 % pour la climatisation. Le projet s’appuie sur l’exploitation saisonnière du surplus d’énergie solaire. En automne, la chaleur est stockée dans le sol pour être utilisée en hiver, tandis qu’au printemps, le sol est refroidi pour rafraîchir les bâtiments durant l’été.

L’équipe a testé ce système dans une école à Séoul, équipée de panneaux photovoltaïques couvrant 2 500 m² avec un rendement de 21 %. Ces modules alimentent une pompe à chaleur air-eau de 160 kW. Deux types de stockage thermique ont été comparés : un stockage peu profond avec des forages de 1,5 m et un autre avec des forages de 150 m.

Une pompe à chaleur innovante

Crédit photo : Luna04/Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions 3.0 non transposé (CC BY-SA 3.0)

Les résultats ont révélé une augmentation du coefficient de performance saisonnier, soit de 27 % en été et 9 % en hiver pour l’UTES peu profond. Les économies d’énergie se sont élevées à 14 % pour le chauffage et 39 % pour la climatisation dans ce scénario, tandis que le système profond a montré des résultats légèrement inférieurs. Concernant l’autoconsommation et l’utilisation du surplus d’énergie, les deux options ont affiché des performances similaires, avec des taux de 81 % et 26 %, respectivement.

Ce système novateur offre une solution efficace pour utiliser l’excès d’électricité solaire tout en optimisant les performances énergétiques des bâtiments. Il s’avère particulièrement utile dans les régions où les besoins de chauffage et de climatisation sont élevés.