Avez-vous entendu parler des panneaux solaires thermiques pour produire votre eau chaude sanitaire et même le chauffage de votre habitation ? L’énergie solaire peut devenir un allié redoutable pour réduire vos factures énergétiques, mais aussi votre empreinte carbone.
Chauffer son eau avec des panneaux solaires, comment ça fonctionne ?
Les panneaux solaires thermiques pour chauffer l’eau sont une solution à la fois économique et durable. Cette méthode utilise l’énergie solaire, une ressource renouvelable et gratuite, pour chauffer l’eau. Différents systèmes ont été conçus pour, voyons ensemble lesquels et comment ils fonctionnent.
Produisez votre eau chaude sanitaire avec un chauffe-eau solaire individuel
Le chauffe-eau solaire individuel, aussi connu sous son abréviation CESI, est un système conçu pour fournir l’eau chaude sanitaire (ECS). Il fonctionne sur le principe de la conversion de l’énergie solaire en chaleur.
Le cœur du système repose sur les capteurs solaires thermiques, qui absorbent la lumière du soleil et la convertissent en chaleur. La chaleur est captée et transférée au ballon de stockage, grâce à un fluide caloporteur qui circule à travers l’ensemble du système. Au sein du réservoir, un échangeur de chaleur transfère à son tour la chaleur du liquide caloporteur à l’eau située dans le ballon d’eau chaude. Ainsi, ce processus s’effectue sans mélanger le fluide et l’eau, garantissant la pureté de l’eau sanitaire.
L’eau chauffée est stockée dans un réservoir isolé, jusqu’à ce qu’elle soit utilisée. L’isolation est très importante à considérer pour minimiser les pertes de chaleur et assurer que l’eau reste chaude le plus longtemps possible. C’est pourquoi il est vivement conseillé d’installer votre ballon dans une pièce bien isolée et chauffée comme le cellier.
Le saviez-vous ?
Comparé à un système électrique, au gaz ou au fioul, le chauffe-eau solaire individuel permet de diviser les dépenses d’eau chaude par 2, voire par 3.
ECS et chauffage domestique avec le système solaire combiné
Si votre maison est équipée d’un système de chauffage central ou que vous envisagez d’en installer un, alors le système solaire combiné (SSC) pourrait parfaitement convenir à vos besoins.
Tout comme le CESI, le SSC utilise des capteurs solaires thermiques et un circuit hydraulique pour chauffer et acheminer le fluide caloporteur à l’aide d’une pompe. Mais son fonctionnement diffère au niveau de l’échangeur thermique, qui transfère la chaleur au ballon d’eau chaude, mais aussi au système de chauffage central (plancher chauffant ou radiateurs à eau).
Bon à savoir
Le chauffage solaire peut couvrir entre 40 et 60 % des besoins de chauffage d’un foyer, selon sa localisation géographique.
On distingue 2 types de systèmes solaires combinés :
- SSC à hydroaccumulation : cette installation dispose d’un ballon d’eau chaude tampon pour stocker l’eau chaude. L’eau de ce ballon sera ensuite utilisée pour alimenter le circuit de chauffage de la maison et également pour chauffer un autre ballon, immergé à l’intérieur, dédié à l’eau chaude sanitaire ;
- SSC solaire direct : dans ce type d’installation, le fluide caloporteur est directement acheminé au système de chauffage de la maison, tel qu’un plancher chauffant. La chaleur est ainsi distribuée directement au sein du logement par rayonnement. Un circuit de déviation vers le chauffe-eau est également prévu pour produire l’eau chaude sanitaire.
Les différentes technologies de capteurs thermiques
Pour capter efficacement l’énergie solaire et la convertir, on distingue plusieurs technologies de capteurs. Selon vos besoins et le climat de votre région, découvrez leur utilité et les avantages de chacun :
Le capteur plan non vitré
Ce panneau thermique est constitué de plaques absorbantes, sans couverture vitrée, à l’apparence de petits tubes en plastique noir. Le capteur plan non vitré est principalement utilisé pour le chauffage d’une piscine extérieure, ou tout autre équipement nécessitant des températures modérées.
Il possède un excellent rendement pouvant atteindre 90 % lorsque les conditions climatiques le permettent. Mais notez qu’il conserve très peu sa chaleur par manque d’isolation, c’est pourquoi il n’est pas conseillé pour les environnements froids.
Le capteur plan vitré
Similaire au capteur plan non vitré, ce panneau est équipé d’une plaque en verre ou en plastique transparent qui réduit les pertes de chaleur. Avec son rendement de 80 %, il est idéal pour le chauffage et les besoins en eau chaude, pour des climats modérés à froids, tel qu’en France.
Plus efficace que le panneau thermique non vitré, il conserve mieux la chaleur captée. En revanche, il est plus cher et légèrement moins efficace sous une forte chaleur solaire directe en raison du risque de surchauffe.
Le capteur à tubes sous vides
Ce type de panneau est constitué de tubes en verre sous vide pour isoler la partie absorbante de l’extérieur, minimisant ainsi les pertes de chaleur. Avec un rendement de 75 % et une isolation performante, il est parfait pour les CESI et SSC et pour les régions aux climats très froids.
Très efficaces pour capter la chaleur même par temps froid ou nuageux, grâce à l’excellente isolation fournie par le vide. Ce panneau est tout de même beaucoup plus cher que les autres capteurs et nécessite un entretien plus soigné pour maintenir l’intégrité du vide.
Un appoint obligatoire !
Lorsque vous choisissez d’installer un CESI ou un SSC, vous êtes obligés de le coupler à un appoint énergétique. Cette installation secondaire vient prendre le relais du chauffage de l’eau lors des périodes de faible ensoleillement.
Pour le chauffage, le complément peut être fourni par diverses solutions telles qu’un insert, un poêle à bois ou granulés, une chaudière ou une pompe à chaleur. Concernant l’eau chaude sanitaire, l’appoint est le plus souvent assuré par une résistance électrique.
Comment bien dimensionner son projet solaire thermique ?
Le dimensionnement est une étape importante pour garantir l’efficacité de l’installation tout en optimisant les coûts d’acquisition. En effet, une installation bien dimensionnée répond exactement à vos besoins sans gaspillage d’énergie et d’argent.
Qu’il s’agisse des panneaux ou du ballon, un surdimensionnement peut conduire à une inefficacité énergétique. En effet, le surplus d’eau chauffée risque de perdre sa chaleur sans jamais être utilisé, entraînant une augmentation des coûts énergétiques pour maintenir cette eau à une température convenable.
À l’inverse, un équipement sous-dimensionné ne peut pas répondre suffisamment aux besoins en eau chaude du foyer, ce qui entraîne une dépendance plus importante du chauffage d’appoint pour combler ce déficit, qui est généralement plus coûteux sur le plan financier et environnemental.
Quelle surface de panneaux solaires thermiques pour l’eau chaude ?
Pour un chauffe-eau solaire individuel
Le dimensionnement d’un chauffe-eau solaire varie selon le nombre de personnes, la situation géographique et les caractéristiques du bâtiment.
L’ADEME (Agence nationale de la transition énergétique) estime que pour répondre aux besoins quotidiens en eau chaude d’une personne, il faut produire 40 à 60 litres d’eau chaude à 50 °C par jour.
Ainsi, pour permettre de répondre aux besoins en ECS d’un foyer, les recommandations varient selon la localisation :
- dans les régions peu ensoleillées, comme le nord de la France, l’ADEME recommande 4 m² de capteurs solaires thermiques pour une famille de 4 personnes ;
- dans les régions plus ensoleillées, dans le sud de la France pour un foyer de même taille, seulement 2 m² de panneaux solaires sont conseillés.
Pour un système solaire combiné
Bien entendu, si vous optez pour un SSC, une plus grande surface de capteurs solaires doit être prévue et la surface dépend majoritairement du niveau d’isolation de votre maison ainsi que de sa taille :
- pour les maisons avec une isolation standard, il est généralement recommandé par l’ADEME de prévoir 1 m² de capteurs solaires pour chaque 10 m² de surface à chauffer ;
- pour les maisons dotées d’une très bonne isolation, comme celles respectant les normes RT 2012 et RE 2020, la surface de capteurs peut être réduite à 0,7 m² pour 10 m².
Faites appel à un installateur RGE Qualisol
Pour garantir l’efficacité et la rentabilité de votre installation solaire thermique, ainsi que pour bénéficier des aides financières de l’État, il est essentiel de choisir un installateur certifié RGE Qualisol (Reconnu Garant de l’Environnement).
Quelle taille pour le ballon d’eau chaude ?
La capacité de stockage du ballon doit, elle aussi, être choisie avec attention pour correspondre aux besoins du foyer, voici les recommandations de l’ADEME :
Pour un chauffe-eau solaire individuel
Pour un foyer de 1 à 2 personnes, un ballon d’environ 50 litres est suffisant pour couvrir les besoins en eau chaude sanitaire. Pour une famille de 3 ou 4 personnes, il sera préférable d’opter pour un réservoir de 100 litres.
Pour un système solaire combiné
- SSC à hydroaccumulation : ces systèmes nécessitent un ballon de stockage important, généralement compris entre 500 et 2 000 litres, pour gérer à la fois le chauffage du logement et assurer les besoins en ECS ;
- SSC solaire direct : dans ce cas, le ballon sert exclusivement à l’eau chaude sanitaire. La taille du ballon dépendra uniquement des besoins en ECS, sans nécessité de prévoir un volume plus important pour le chauffage des espaces.
Le saviez-vous ?
Selon l’appoint utilisé, le chauffe-eau solaire diminue les rejets de gaz à effet de serre de 45 % à plus de 70 %, par rapport à un ballon électrique ou un chauffe-eau à gaz.
Quel est le coût des panneaux solaires thermiques ?
Découvrez ci-dessous les fourchettes de prix pour un chauffe-eau solaire individuel, aides exclues, selon la surface d’un logement :
| Type | Prix TTC/m² de capteurs | Prix TTC pour 2 à 4 m² de capteurs | Prix TTC pour 2 m² de capteurs | Prix TTC pour 4 m² de capteurs |
|---|---|---|---|---|
| Prix moyen CESI | 950 à 1 800 € | 1 900 à 7 200 € | 1 900 à 3 600 € | 3 800 à 7 200 € |
| CESI monobloc | 950 à 1 800 € | 1 900 à 7 200 € | 1 900 à 3 600 € | 3 800 à 7 200 € |
| CESI à éléments séparés | 950 à 1 800 € | 1 900 à 7 200 € | 1 900 à 3 600 € | 3 800 à 7 200 € |
| CESI optimisé | 1 400 € | 2 800 à 5 600 € | 2 800 € | 5 600 € |
Dans ce tableau, retrouvez les coûts pour la pose d’un système solaire combiné, aides de l’État exclues :
| Type | Prix TTC/m² de capteurs | Prix TTC pour 100 m² | Prix TTC pour 150 m² | Prix TTC pour 200 m² |
|---|---|---|---|---|
| Système solaire combiné | 1 200 à 1 400 € | 12 000 à 14 000 € | 18 000 à 21 000 € | 24 000 à 28 000 € |
FAQ : vos questions sur les panneaux solaires thermiques
Quelle est la rentabilité d’un chauffe-eau solaire ?
La rentabilité d’un chauffe-eau solaire est très avantageuse, avec un retour sur investissement estimé entre 8 à 10 ans. De plus, la durée de vie d’un ballon de stockage est d’environ 20 ans, tandis que les panneaux solaires thermiques peuvent rester opérationnels jusqu’à 30 ans, permettant ainsi au propriétaire de bénéficier d’une eau chaude et/ou d’un chauffage gratuit une fois la période d’amortissement passée.
Comment chauffer son eau avec des panneaux solaires photovoltaïques ?
Une installation solaire photovoltaïque permet d’alimenter un logement en électricité grâce à la conversion des rayons du soleil en énergie électrique. Si votre logement est équipé d’un ballon d’eau chaude électrique ou d’une pompe à chaleur air-eau, alors les panneaux solaires photovoltaïques constituent une excellente solution pour votre production d’eau chaude. Une installation photovoltaïque peut réduire considérablement votre facture électrique, aussi bien pour l’ECS, le chauffage et vos besoins d’électricité du quotidien.
