Innovation

Les panneaux solaires améliorent sensiblement l’isolation des toits des bâtiments, selon cette étude

Les modules photovoltaïques installés sur le toit produisent de l’électricité propre, tout en fournissant du refroidissement au bâtiment. Comment est-ce possible ?

Pour mieux se protéger des extrêmes climatiques, notamment des vagues de chaleur en été et du grand froid en hiver, il est essentiel de renforcer l’isolation des bâtiments résidentiels ou professionnels. Une bonne isolation aide à maintenir des températures intérieures confortables en toute saison. Elle empêche le transfert de chaleur de l’intérieur vers l’extérieur, et inversement. Celle-ci permet d’augmenter les performances énergétiques d’un bâtiment, réduisant ainsi les dépenses énergétiques liées à la climatisation et au chauffage.

Dans ce rapport d’étude publié pour la première fois en 2011 dans la revue Solar Energy, des chercheurs ont démontré que les panneaux photovoltaïques installés sur les toits contribuent à isoler un bâtiment et à profiter du confort thermique toute l’année. Ils ont notamment utilisé l’imagerie thermique infrarouge afin de mesurer l’effet de refroidissement apporté par ces modules photovoltaïques posés sur la toiture. Explications.

Selon une étude, la chaleur sous toiture est moins importante où se situent des panneaux solaires.
Selon une étude, la chaleur sous toiture est moins importante où se situent des panneaux solaires. Photo d’illustration non contractuelle. Crédit : Shutterstock

Les avantages des panneaux PV de toit en termes de refroidissement

Depuis quelques années, les installations solaires connaissent un développement exponentiel dans le secteur des bâtiments résidentiels et tertiaires. Ces technologies offrent à de nombreux ménages et entreprises l’occasion d’alléger leurs factures d’électricité fournie par le réseau. De plus, elles ont l’avantage de produire de l’énergie à faible teneur de carbone. D’ailleurs, lorsque les panneaux couvrent une partie du toit, ils empêchent la chaleur à traverser la toiture et à pénétrer à l’intérieur d’un bâtiment. Selon les résultats de l’analyse effectuée par ces scientifiques de la Jacobs School of Engineering de l’Université de San Diego, le plafond d’un bâtiment sous le toit couvert de modules PV était plus frais que la zone située directement sous le toit exposé au soleil.

Ce refroidissement est lié à la baisse significative du flux de chaleur de la toiture en dessous des panneaux solaires pendant la journée. Cela devrait permettre à un propriétaire de réaliser de grandes économies sur la climatisation de son bâtiment. Concrètement, sa demande de refroidissement descend, ce qui signifie que sa consommation d’énergie diminue. Il pourrait vendre au réseau 5 % d’énergie solaire supplémentaire ou stocker cette quantité dans une batterie. Il est à souligner que ces chercheurs ont recueilli des données sur le toit du bâtiment du Powell Structural Systems Laboratory de la Jacobs School of Engineering à l’aide d’une caméra thermique infrarouge. Ce bâtiment était équipé de modules PV inclinés et de modules PV qui affleuraient le toit.

La présence de panneaux solaires limiterait le transfert de chaleur vers l'intérieur d'un bâtiment selon cette étude.
La présence de panneaux solaires limiterait le transfert de chaleur vers l’intérieur d’un bâtiment selon cette étude. Photo d’illustration non contractuelle. Crédit : Shutterstock

Comment les panneaux PV parviennent-ils à refroidir un bâtiment ?

D’après ces chercheurs, les modules solaires agissent comme des stores de toit. Les rayons solaires frappent ces panneaux au lieu de taper directement sur la toiture. Par conséquent, la majeure partie de la chaleur est évacuée par le vent qui souffle entre le toit et les panneaux, plutôt que de s’introduire à travers le toit et le plafond. Ainsi, cette équipe de recherche estime que l’effet de refroidissement est plus élevé lorsqu’il existe un espace ouvert entre les installations solaires et le bâtiment pour laisser l’air y circuler. Sur le bâtiment étudié par les chercheurs, les panneaux PV installés sur le toit auraient réduit d’environ 38 % (5,9 kWh m-2) sa charge de refroidissement annuelle.

La présence de panneaux solaires limiterait le transfert de chaleur vers l'intérieur d'un bâtiment selon cette étude.
La présence de panneaux solaires limiterait le transfert de chaleur vers l’intérieur d’un bâtiment selon cette étude. Photo d’illustration non contractuelle. Crédit : Shutterstock

En revanche, l’équipe a affirmé que le plafond sous les modules était plus chaud que celui sous le toit exposé pendant la nuit. Cependant, les simulations n’ont montré ni avantage ni inconvénient en termes de chauffage pour un bâtiment équipé de panneaux solaires de toiture. Selon le professeur d’ingénierie environnementale Jan Kleissl, son équipe de recherche a créé un modèle permettant d’extrapoler ces résultats pour déterminer les effets de refroidissement tout au long de l’année. Il est à noter que ce projet de recherche a été financé par une bourse du Graduate Student Research Program de l’agence spatiale Nasa. Plus d’informations : Jacobsschool.ucsd.edu. Que pensez-vous de cette étude ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .


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Source
energymatters.comjacobsschool.ucsdsciencedirect.com

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