Associer une pompe à chaleur et des panneaux solaires permet de couvrir une bonne partie de la consommation énergétique du logement avec une production électrique propre et gratuite. Ce couplage séduit de plus en plus de foyers qui veulent réduire leur facture d’électricité tout en gagnant en autonomie énergétique.
Concrètement, deux modes d’association existent. Le premier consiste à faire fonctionner la pompe à chaleur en priorité pendant les heures d’ensoleillement, pour consommer directement l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques (c’est l’autoconsommation). Le second mode utilise le surplus de production pour chauffer l’eau chaude sanitaire, qui joue alors le rôle de réservoir d’énergie thermique. Une PAC air-eau de 8 kW associée à 3 kWc de panneaux photovoltaïques permet déjà de couvrir entre 20 et 40 % des besoins électriques annuels du système de chauffage, selon la région et l’orientation de la toiture.
Comment fonctionne le couplage pompe à chaleur et panneaux solaires ?
Principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur
Une pompe à chaleur puise les calories présentes dans l’air, l’eau ou le sol pour les restituer sous forme de chaleur dans le logement. Son rendement se mesure par le coefficient de performance : pour 1 kWh d’électricité consommé, elle peut produire 3 à 5 kWh de chaleur. Cette électricité, indispensable au fonctionnement du compresseur, est précisément celle que les panneaux solaires peuvent fournir.
Principe des panneaux photovoltaïques
Les panneaux photovoltaïques transforment la lumière du soleil en électricité grâce à des cellules en silicium. Cette production électrique varie selon l’ensoleillement, l’inclinaison et l’orientation des panneaux. Une installation photovoltaïque bien positionnée produit l’essentiel de son énergie entre 10h et 16h, un créneau qui coïncide avec les besoins de la pompe à chaleur en mi-saison.
Les deux modes d’association PAC-PV
Le premier mode, l’autoconsommation directe, consiste à piloter la pompe à chaleur pour qu’elle fonctionne quand les panneaux produisent, réduisant d’autant le recours au réseau électrique. Le second mode stocke l’énergie sous forme d’eau chaude sanitaire portée à haute température pendant les pics de production, ce qui évite d’investir dans une batterie de stockage coûteuse tout en valorisant le surplus de production.
Pourquoi associer une pompe à chaleur et des panneaux solaires ?
Réduire sa facture énergétique
L’intérêt principal reste financier. En consommant sa propre production électrique plutôt que de l’acheter sur le réseau, un foyer réalise des économies d’énergie substantielles, en particulier sur le poste chauffage qui pèse lourd dans le budget (ce qui invite aussi à revoir le choix de l’abonnement EDF adapté à une pompe à chaleur). Sur une année, la part d’autoconsommation peut représenter plusieurs centaines d’euros économisés selon la taille de l’installation.
Diminuer son impact environnemental
Le duo PAC et panneaux solaires repose entièrement sur une énergie renouvelable et locale. Moins de recours au réseau électrique signifie moins de dépendance aux énergies fossiles utilisées pour produire l’électricité aux heures de pointe. C’est une solution écologique cohérente pour un projet de rénovation énergétique global.
Quel type de panneaux solaires et quelle pompe à chaleur choisir ?
Panneaux photovoltaïques ou thermiques ?
Pour alimenter une pompe à chaleur, ce sont les panneaux photovoltaïques qu’il faut installer, puisqu’ils produisent l’électricité nécessaire au compresseur. Les panneaux thermiques, eux, chauffent directement un fluide caloporteur et servent surtout à la production d’eau chaude sanitaire indépendamment de la PAC. Les deux technologies ne sont pas concurrentes mais répondent à des besoins différents.
Types de PAC compatibles avec le photovoltaïque
La PAC air-eau, qui alimente un plancher chauffant ou des radiateurs, s’associe très bien au photovoltaïque grâce à sa capacité à moduler sa puissance selon la production disponible. La PAC air-air (voir son fonctionnement et à qui elle s’adresse dans notre guide sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur air-air), plus simple et moins coûteuse, fonctionne aussi avec des panneaux solaires mais offre moins de possibilités de stockage thermique puisqu’elle ne chauffe pas d’eau sanitaire.
Dimensionnement et puissance : combien de panneaux installer ?
Le dimensionnement dépend directement de la puissance de la pompe à chaleur et de la consommation énergétique du logement. Une règle pratique consiste à viser une puissance photovoltaïque proche du tiers de la puissance électrique absorbée par la PAC, pour couvrir une part significative des besoins sans surdimensionner inutilement l’installation.
| Puissance de la PAC | Puissance solaire conseillée | Nombre de panneaux (environ) |
|---|---|---|
| 5 kW (PAC air-air) | 2 kWc | 5 panneaux |
| 8 kW (PAC air-eau) | 3 kWc | 8 panneaux |
| 12 kW (grande maison) | 4 à 5 kWc | 11 à 13 panneaux |
Faut-il ajouter une batterie de stockage ?
Beaucoup de foyers hésitent entre installer une batterie et miser sur le stockage thermique via l’eau chaude sanitaire. La batterie augmente l’autonomie énergétique mais coûte souvent plus cher que le gain qu’elle apporte sur ce type de couplage. Chauffer l’eau chaude sanitaire au moment du surplus de production reste, dans la majorité des cas, la solution la plus rentable.
Coût de l’installation et aides disponibles
Prix d’une installation combinée PAC + panneaux solaires
Une pompe à chaleur air-eau coûte généralement entre 8 000 et 15 000 euros posée, selon la puissance et le type d’émetteurs de chaleur (à ce budget s’ajoutent ensuite les tarifs d’entretien annuel d’une pompe à chaleur). Une installation photovoltaïque de 3 kWc représente un budget supplémentaire de 6 000 à 8 000 euros. La durée de vie de ces équipements dépasse souvent 20 ans pour les panneaux et 15 à 20 ans pour la pompe à chaleur, ce qui permet d’amortir l’investissement sur le long terme.
Les aides de l’État pour réduire le budget
MaPrimeRénov’ finance une partie de l’installation de la pompe à chaleur selon les revenus du foyer, et peut se cumuler avec les certificats d’économies d’énergie (CEE) proposés par les fournisseurs d’électricité (des conditions similaires à celles détaillées pour MaPrimeRénov’ appliquée au chauffe-eau thermodynamique). Côté photovoltaïque, la prime à l’autoconsommation et le tarif de rachat du surplus de production complètent le dispositif, à condition de passer par un professionnel RGE pour bénéficier de ces aides.
Installation : peut-on le faire soi-même ou faut-il un professionnel ?
La pose des panneaux photovoltaïques et le raccordement au réseau électrique imposent de faire appel à un professionnel RGE, seule garantie pour toucher les aides publiques et assurer la sécurité de l’installation. Le paramétrage du pilotage entre la production électrique et le fonctionnement de la pompe à chaleur demande également une expertise technique, notamment pour régler les seuils de déclenchement selon la puissance disponible en temps réel. Un particulier bricoleur peut éventuellement poser lui-même des panneaux en kit non raccordés, mais cette configuration limite fortement l’intérêt du couplage avec la PAC.