Chauffage urbain avec photovoltaïque
Production autonome de chaleur photovoltaïque à la centrale de chauffage urbain de Stadtwerke Straubing
À la centrale de chauffage urbain en Allemagne, la chaleur alimente une mairie, une maison de retraite et 100 logements.
Faits sur le projet
- Propriétaire
- Capacité photovoltaïque
- Nombre et type de modules
- Taille du stockage thermique
- Type de bâtiment
- Générateurs de chaleur de la centrale de chauffage urbain
- Produit my-PV installé
- Élément chauffant
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À l'usine de chauffage urbain exploitée par Stadtwerke Straubing, la forte demande de combustible représentait un défi clé : lorsque les températures extérieures étaient autour du point de congélation, environ 130 m³ de plaquettes de bois par semaine étaient auparavant nécessaires pour maintenir un approvisionnement fiable en chaleur. Dans ce contexte, l'objectif est apparu d'augmenter davantage la part des énergies renouvelables et d'utiliser systématiquement les surfaces de toit disponibles. L'objectif était de convertir l'énergie solaire excédentaire directement en chaleur et ainsi soulager l'usine de biomasse existante—délibérément indépendante du réseau électrique public et sans infrastructure de réseau supplémentaire.
Chauffage direct par photovoltaïque indépendant du réseau avec my-PV
Le cœur de la mise en œuvre est une solution DC entièrement indépendante du réseau pour générer de la chaleur à partir de l'énergie solaire.
Avec le gestionnaire d'énergie DC my-PV SOL•THOR, le courant continu est converti en eau chaude (eau chaude sanitaire ou eau de chauffage) chaque fois que le soleil brille. À Straubing, un système photovoltaïque d'une capacité de 32,04 kWc a été installé. Un total de 72 modules du type Trina Vertex S+ TSM-445NEG9RC.27, chacun d'une puissance de 445 Wc, sont utilisés.
Opinion personnelle du client et résumé
Stadtwerke Straubing est très satisfait du système :
« De la mise en œuvre à l'exploitation continue, tout s'est déroulé sans accroc et sans problème. M. Holzhauser, la personne de contact de l'entreprise exécutante GH-Holzhauser Electronic GmbH, a toujours été très engagé », déclare Stefan Manger (Ingénieur de projet pour l'approvisionnement en chaleur de Stadtwerke Straubing Strom und Gas GmbH).
Le système PV autonome est divisé en neuf sous-systèmes plus petits, chacun équipé d'un SOL•THOR unité de my-PV. Cette configuration permet de convertir le rendement solaire de manière continue et fluide en chaleur pour la production de chaleur du service municipal.
Chaque SOL•THOR est connecté à deux chaînes de quatre modules chacune et contrôle un élément chauffant de 3 kW, l'élément chauffant à visser my-PV de 3 kW. Au total, neuf éléments chauffants avec une puissance combinée de 27 kW sont utilisés.
Une caractéristique particulière de l'installation est sa conception grid-indépendante : l'électricité solaire générée est convertie directement en chaleur sans onduleur. Il n'y a pas d'injection dans le réseau public et pas de consommation de réseau pour cette partie du système.
Cette utilisation directe de l'électricité en courant continu élimine les pertes de conversion de la conversion AC, augmentant ainsi considérablement l'efficacité du système tout en simplifiant également la technologie.
Intégration dans le système de chauffage existant
La chaleur générée est alimentée dans trois réservoirs de stockage tampon existants, chacun d'une capacité de 20.000 litres. Chaque réservoir de stockage est équipé de trois éléments chauffants et des contrôleurs de puissance SOL•THOR correspondants.
L'intégration mécanique a été réalisée à l'aide d'une bride spécialement fabriquée, qui a été installée dans l'ouverture d'accès existante des réservoirs de stockage. Cela a permis de mettre en œuvre la solution sans modifications extensives ou interventions structurelles dans le système de stockage existant.
La chaleur générée est stockée directement dans l'eau de chauffage puis fournie au réseau de chauffage urbain existant.
Le système de chauffage direct PV fonctionne en parallèle avec l'usine de biomasse : lorsque le rayonnement solaire est suffisant, il prend en charge une partie de la production de chaleur et réduit directement la consommation de copeaux de bois. Particulièrement pendant les saisons de transition et les journées d'hiver ensoleillées, le système soulage sensiblement les générateurs de chaleur principaux.
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Données du système de Stadtwerke Straubing
À la centrale de chauffage urbain de Stadtwerke Straubing, la chaleur est fournie à de nombreux consommateurs publics et privés. Le réseau de chauffage urbain fonctionne avec une température d'approvisionnement de 70 °C et alimente, entre autres, l'hôtel de ville, une maison de retraite, plusieurs autres bâtiments publics et environ 100 unités résidentielles.
En plus de la solution de chauffage DC de 27 kW de my-PV, les générateurs de chaleur suivants sont utilisés :
2 centrales de cogénération (CHP) de 90 kW chacune
1 pompe à chaleur de 900 kW
2 chaudières à gaz avec une puissance combinée de 1.700 kW
1 chaudière à biomasse de 900 kW
Système photovoltaïque supplémentaire raccordé au réseau
En plus de la solution de chauffage direct grid-indépendant, un autre système photovoltaïque de 29,37 kWp a été installé à la centrale de chauffage urbain de Straubing. Ce système est raccordé au réseau et sert à optimiser la consommation d'électricité sur site en opération. La taille du système a été délibérément maintenue en dessous du seuil des 30 kWp.
Pour augmenter l'auto-consommation, le système est équipé d'un stockage par batterie de LG Energy Solution. Cette installation fonctionne complètement indépendamment de la solution my-PV pour la génération de chaleur à partir de l'électricité photovoltaïque et est utilisée exclusivement pour l'alimentation en électricité et l'optimisation de la charge.
Dans ce cas, l'approche typique de my-PV consistant à augmenter l'auto-consommation par la chaleur photovoltaïque n'est pas appliquée. Au lieu de cela, une solution DC autonome distincte avec son propre système photovoltaïque a été choisie.
Résultat : Plus d'énergie renouvelable, moins de combustible
Avec la combinaison de la génération de chaleur directe PV grid-indépendante et d'un système PV d'auto-consommation raccordé au réseau complémentaire, un concept énergétique holistique a été mis en œuvre.
La conversion directe de l'électricité solaire en chaleur réduit sensiblement la consommation de copeaux de bois, abaisse les coûts d'exploitation et augmente la part d'énergie renouvelable dans le système global. En même temps, l'infrastructure existante reste intacte et est complétée de manière significative.
Les mesures initiales de rendement à la fin de mars montrent que depuis août 2025, 9.000 kWh de chaleur ont déjà été générés à partir de l'électricité solaire en courant continu. Il est prévu que cette production augmente encore, car les hauts rendements photovoltaïques du printemps commencent maintenant.
Stadtwerke Straubing est très satisfait du système :
« De la mise en œuvre à l'exploitation continue, tout s'est déroulé sans accroc et sans problème. M. Holzhauser, la personne de contact de l'entreprise exécutante GH-Holzhauser Electronic GmbH, a toujours été très engagé », déclare Stefan Manger (Ingénieur de projet pour l'approvisionnement en chaleur de Stadtwerke Straubing Strom und Gas GmbH).
Le projet montre clairement comment les grands systèmes de stockage thermique et les solutions de chauffage direct PV peuvent être combinés efficacement — avec des pertes minimales, une technologie robuste et indépendance du réseau électrique. Il met en évidence le potentiel de la chaleur photovoltaïque générée directement à partir de l'électricité en courant continu comme une addition économique et à l'épreuve du futur aux générateurs de chaleur existants dans les applications commerciales et municipales.
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SOL•THOR
en utilisation
Le gestionnaire de puissance DC convertit l'énergie solaire directement en chaleur — de manière efficace et avec une perte minimale en utilisant le courant continu des modules PV pour alimenter un élément chauffant.
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