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Le PV en toiture réduit les besoins en climatisation des bâtiments non isolés

Selon de nouvelles recherches menées en Jordanie, l’effet d’ombrage des systèmes photovoltaïques en toiture peut contribuer à réduire de plus de 10 % la demande de refroidissement des bâtiments non isolés en été. Les scientifiques ont constaté qu’un tel système photovoltaïque peut aussi augmenter de 3,8 % les besoins de chauffage en hiver.

Un groupe international de chercheurs a étudié comment les systèmes photovoltaïques en toiture peuvent agir comme un agent d’ombrage et de refroidissement pour les bâtiments non isolés dans les zones climatiques modérément sèches et chaudes. Présenté dans l’article Rooftop photovoltaic system as a shading device for uninsulated buildings, publié dans Energy Reports, leur travail visait à évaluer, en particulier, comment un panneau solaire sur le toit peut potentiellement réduire le besoin en climatisation pour un ménage à revenu moyen à Amman, en Jordanie.

Ils ont utilisé pour cela le logiciel IES-VE, couramment utilisé pour créer et saisir des informations sur les performances pendant la conception, la mise en service et l’exploitation d’un bâtiment, afin d’analyser les effets de l’ombre d’un panneau photovoltaïque sur les performances thermophysiques d’un toit non isolé. De plus, le logiciel Revit 2020 pour la conception de bâtiments a été utilisé pour construire le modèle de simulation de base. Leur analyse a été appliquée à un bâtiment résidentiel de plain-pied d’une taille globale d’environ 180 m2, pour une consommation énergétique totale de 5693,9 kWh/an, dont 4436,80 kWh/an pour le chauffage and 1257,10 kWh/an pour la climatisation. La production électrique des panneaux photovoltaïques n’a pas été prise en compte dans l’étude.

Le projet de recherche s’est déroulé pendant la période de chauffage allant de novembre 2021 à avril 2021 et la période de climatisation allant de mai 2021 à octobre 2021. Les douze modules photovoltaïques, d’une puissance totale de 480 kWc, installés en deux rangées distantes de 1,30 mètre, couvrent 4,9 % de la surface du toit. Grâce à leur simulation, les scientifiques ont constaté que l’effet d’ombrage des panneaux PV a eu pour effet de réduire la demande de refroidissement du bâtiment de 10,87 %, soit 1120,5 kWh/an, y compris pendant les mois les plus chauds de juillet et août. A l’inverse, la consommation énergétique du chauffage pendant les mois d’hiver a augmenté de 3,8 %, hausse que les chercheurs attribuent à l’effet d’ombrage.

« L’effet d’un système photovoltaïque en toiture doit être pris en compte et mieux étudié dans la variation de la demande d’énergie de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) des bâtiments, ce qui est essentiel dans l’architecture moderne », a souligné l’équipe issue de l’université jordanienne allemande, de l’université nationale An-Najah en Palestine et de l’université d’Almeria en Espagne. Désormais, les scientifiques indiquent que le champ d’application de ces travaux devra être élargi pour inclure d’autres zones climatiques, d’autres types de construction de toits, mais aussi l’intégration électrique d’un système photovoltaïque afin d’estimer la consommation d’énergie globale. Enfin, une comparaison devrait être menée en fonction de l’orientation et de l’inclinaison des panneaux PV en termes de production électrique et d’effet d’ombrage.

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