Surplus solaire : ballon d'eau chaude ou batterie d'abord ?

Un ballon d'eau chaude ou tampon est le meilleur premier pas si vous utilisez de la chaleur chaque jour. Surtout si votre surplus arrive en pointes la journée. Pensez à l'eau de nettoyage, à un car-wash, aux douches ou à la chaleur de process. Un système de batterie pour entreprise passe d'abord si vous avez besoin de puissance, de pointes plus basses, de secours ou de courant le soir. Beaucoup de sites finissent avec les deux, dans un ordre fixe. La gestion intelligente des batteries décide où va chaque kWh de surplus.

En juin, les panneaux du hangar injectent la moitié de la journée pour presque rien. Au même moment, le chauffe-eau chauffe l'eau de nettoyage au gaz, au mazout ou au courant de nuit. Une offre de batterie arrive sur le bureau. Et quelqu'un vous dit : « Mettez donc le surplus dans votre boiler avec un routeur solaire, ça coûte une fraction. »

Les deux réponses peuvent être justes, et les deux peuvent coûter cher. Une batterie dimensionnée sur le surplus d'été est souvent pleine en milieu de matinée, et à moitié vide tout l'hiver. Un ballon qui s'enclenche tout seul peut fixer votre pointe un après-midi nuageux. Ou il reste des jours à 40 °C, la température que la légionelle préfère. La vraie question n'est donc pas « ballon ou batterie ? », mais « quelle tâche passe d'abord sur ce site ? »

Une ferme à Tielt montre la logique. Son raccordement était trop faible pour grandir, et l'étape suivante aurait été la moyenne tension. Un système de batterie donne aujourd'hui plus de puissance au site, et une commande intelligente envoie le surplus vers les chaudières qui chauffent davantage. À Wingene, quand la batterie est presque pleine, une résistance chauffe un ballon : l'eau sert en fait de batterie.

Pourquoi le surplus photovoltaïque d'une entreprise finit-il si souvent dans l'eau chaude ?

Parce que beaucoup de sites ont besoin de chaleur chaque jour. Et l'eau stocke la chaleur avec des éléments simples : un ballon, une résistance et un pilotage. Chaque kWh qui chauffe votre eau sur place n'est ni injecté à bas prix, ni racheté plus tard.

L'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) le dit clairement. Quand la demande finale est de la chaleur, il est plus efficace de stocker le surplus renouvelable sous forme de chaleur que d'électricité. Le gouvernement flamand dit la même chose pour l'autoconsommation. Un chauffe-eau thermodynamique ou un boiler électrique avec ballon garde l'eau chaude pendant de nombreuses heures.

Power-to-heat est le nom général : transformer de l'électricité en chaleur, ici celle de vos propres panneaux. En entreprise, cela peut être un seul ballon, ou un ballon tampon de plusieurs milliers de litres.

Combien d'énergie un ballon d'eau chaude ou un ballon tampon contient-il vraiment ?

Chauffer un litre d'eau d'un degré demande 1,163 Wh. 1 000 litres chauffés de 15 à 60 °C contiennent donc environ 52 kWh. Un ballon plus grand ou une hausse de température plus forte stocke davantage.

Le centre de connaissances flamand VITO donne une vérification tirée du terrain. Dans un car-wash en libre-service, chauffer 30 litres d'eau de 20 à 60 °C demande environ 1,4 kWh. Cela correspond à la physique.

Pour comparer : la batterie de Wingene contient 150,4 kWh. La même quantité d'énergie sous forme de chaleur tient dans environ 2 900 litres d'eau chauffés de 15 à 60 °C. Mais les deux ne se valent pas. La batterie rend de l'électricité pour tout usage ; le ballon ne rend que de la chaleur. Et un ballon perd lentement sa chaleur : il stocke pour des heures ou des jours, pas des semaines.

Quand un ballon d'eau chaude est-il un meilleur premier pas qu'une batterie ?

Quand votre site utilise de la chaleur chaque jour, que le surplus arrive en pointes, et que cette chaleur vient du gaz, du mazout ou du réseau. Commencer par la chaleur coûte alors le moins, et une batterie peut suivre plus tard.

Quand la batterie doit-elle passer d'abord, même avec un besoin d'eau chaude ?

Quand votre problème est la puissance, et non l'énergie. Un ballon absorbe le surplus, mais n'ajoute pas un seul kW à un raccordement trop faible.

La ferme de Tielt en est l'exemple le plus clair. Avec un système de batterie de 45 kVA et 123,2 kWh, le site dispose de plus de puissance, sans renforcement du raccordement. Le réseau ne sert plus que de chargeur. La commande intelligente des chaudières est venue en plus.

La même logique vaut pour les pointes. En Flandre, le tarif capacitaire se base sur votre pointe quart-horaire la plus élevée du mois. En Wallonie et à Bruxelles, les règles diffèrent : voir notre article sur les tarifs de réseau pour entreprises en Wallonie et à Bruxelles. Une batterie fournit de la puissance pendant ce quart d'heure ; un ballon peut seulement être coupé. Notre article sur le peak shaving avec une batterie montre comment cela fonctionne.

Et un ballon d'eau chaude ne sert à rien pendant une coupure de courant. Si des chambres froides, la ventilation ou l'informatique doivent tourner, une batterie avec fonction îlotage passe d'abord.

Quelles entreprises ont des besoins de chaleur capables d'absorber le surplus solaire ?

Tout site qui a besoin chaque jour d'eau chaude ou de chaleur à basse température. Pensez aux car-wash, aux fermes laitières, aux entreprises alimentaires, aux campings et hôtels, et aux bâtiments avec pompe à chaleur et ballon tampon.

Dans une ferme laitière, l'ordre compte. Le Rundveeloket de l'ILVO souligne que l'eau chaude de nettoyage demande beaucoup d'énergie, aussi avec un robot de traite. Par litre de lait refroidi, la récupération de chaleur peut chauffer environ 0,3 à 0,8 litre d'eau jusqu'à 50 °C. Cette chaleur est gratuite à chaque traite. Le surplus solaire amène ensuite l'eau à la température de nettoyage.

Pour l'agriculture en général, notre article sur l'énergie d'une exploitation agricole compare une batterie, un banc de glace et un variateur. Pour les maraîchers, lisez le stockage d'énergie dans une serre. Le passage du gaz à une pompe à chaleur dans un atelier est traité dans ce qu'une pompe à chaleur change à votre raccordement.

Routeur solaire ou chauffe-eau thermodynamique : lequel doit absorber le surplus ?

Selon le gouvernement flamand, un chauffe-eau thermodynamique est 3 à 4 fois plus économe qu'un boiler électrique classique. Une résistance pilotée par un routeur solaire suit mieux un surplus qui varie.

Un routeur solaire lit le compteur et n'envoie que le surplus vers la résistance, par petits pas. Le ballon ne tire ainsi jamais de courant supplémentaire du réseau pour cela. Son inconvénient en entreprise : il ne voit que le surplus, pas la batterie, le prix ou la pointe du site. Un chauffe-eau thermodynamique se programme plutôt sur les heures ensoleillées ; le gouvernement flamand cite environ 11 h à 15 h.

Comment le pilotage choisit-il entre la batterie, le ballon et le réseau ?

Avec une liste de priorités : d'abord l'usage direct, puis la batterie jusqu'à un niveau fixé, puis la chaleur, et seulement ensuite le réseau. La liste peut changer avec la saison, le prix et la météo.

À Wingene, la règle est simple : quand la batterie est presque pleine, une résistance chauffe le ballon. Le système y est open source, avec des possibilités de programmation. L'ordre peut aussi être inversé. Par une journée d'été ensoleillée, le pilotage peut chauffer l'eau d'abord le matin, si la batterie sera de toute façon pleine vers midi.

Les prix peuvent aussi changer l'ordre. Avec un contrat dynamique, chauffer de l'eau pendant les heures à prix négatif peut rapporter plus que stocker de l'électricité. Notre article sur un contrat d'énergie dynamique avec une batterie explique ces heures. Si votre injection est limitée, la chaleur absorbe ce qui serait sinon bridé ; voir la limitation d'injection des panneaux solaires en entreprise.

Notre article sur la gestion de l'énergie en entreprise explique comment le pilotage mesure, décide et commande.

Comment éviter la légionelle dans un ballon chauffé par le surplus solaire ?

En amenant régulièrement l'eau à 60 °C, même les semaines sans surplus. Un ballon chauffé seulement par les restes de production peut rester des jours entre 30 et 45 °C, là où la légionelle se multiplie.

Energie+, le site de référence wallon pour l'énergie dans les bâtiments, donne les chiffres. La légionelle se développe entre 25 et 45 °C et n'est pas détectée dans une eau maintenue en permanence à 58 °C ou plus. À 60 °C, 90 % des bactéries meurent en 5 minutes. Energie+ recommande 60 °C à la sortie du chauffe-eau et 55 °C dans le réseau de distribution.

En Flandre, les lieux accessibles au public doivent établir une analyse de risques et un plan de maîtrise de la légionelle, selon le Departement Zorg. Cela concerne notamment les campings, hôtels, centres sportifs et établissements de soins. Là, le pilotage du surplus ne doit jamais passer avant le plan légionelle.

Un montage courant fonctionne en deux étages. Un ballon de préchauffage prend le surplus, quelle que soit la température atteinte. L'eau passe ensuite par un second appareil qui la porte toujours à 60 °C.

Un ballon qui s'enclenche tout seul peut-il augmenter votre pointe ?

Oui, s'il continue à tirer du courant du réseau quand un nuage passe ou que les machines démarrent. En Flandre, un seul quart d'heure avec ballon, four et compresseur ensemble peut fixer la pointe de tout le mois.

C'est pourquoi une simple minuterie ou un relais tout ou rien sur « injection » est risqué en entreprise. Un routeur ou un pilotage proportionnel n'utilise que ce qui reste vraiment. Un système de gestion de l'énergie peut aussi bloquer le chauffage sur le réseau pendant vos heures les plus chargées. En Flandre, le tarif capacitaire compte le quart d'heure le plus élevé de chaque mois. Notre article sur le calcul du tarif capacitaire pour les entreprises montre l'effet sur la facture.

Quand le power-to-heat ne vaut-il pas la peine pour votre entreprise ?

Quand il y a peu de besoin de chaleur à remplir, ou quand le surplus est faible ou rare.

Un ballon ne fonctionne comme une batterie que si vous le videz. Un bureau avec quelques robinets, ou un entrepôt sans eau chaude, a un ballon plein dès le mardi. Ensuite, le surplus part quand même sur le réseau.

L'hiver est l'autre limite. Beaucoup de sites ont peu ou pas de surplus de novembre à février. Un ballon stocke pour des heures ou des jours, pas des mois ; ni lui ni une batterie n'emportent le soleil d'été vers l'hiver. Et si l'eau chaude vient déjà d'une pompe à chaleur efficace, une résistance sur le surplus économise moins que les chiffres ne le laissent penser.

Vos panneaux restent-ils rentables sans débouché pour le surplus ? Notre article sur la rentabilité des panneaux solaires en entreprise fait le calcul.

Que se passe-t-il quand vous nous demandez d'examiner votre surplus et vos besoins de chaleur ?

Nous commençons par mesurer ce que vous injectez, quand, et quelle chaleur vous utilisez au même moment.

1. Étape 1 : Analyse et dimensionnement. S'il manque des données, nous suivons d'abord votre consommation pendant une courte période, pour que le dimensionnement des panneaux et de la batterie soit juste.
2. Étape 2 : Conception technique. Nous décidons ce qui passe d'abord : la batterie, la chaleur ou les deux, et dans quel ordre.
3. Étape 3 : Installation et mise en service, avec les règles de pilotage propres à votre site.
4. Étape 4 : Suivi et accompagnement. Vous suivez la consommation, la production et le niveau de la batterie en temps réel dans notre logiciel de suivi.

Nos systèmes de batterie pour entreprises vont des petites installations pour PME aux systèmes modulaires jusqu'à 1 MW, suivi, pilotage et optimisation compris.