1 – Pourquoi investir dans des panneaux solaires thermiques ?

Qu’est-ce qui est hors de prix dans un bâtiment ? Les dépenses de chauffage et d’eau chaude sont toujours trop élevées, non ?

Le chauffage solaire permettrait donc de faire de belles économies. Encore faut-il savoir comment le mettre en place, et, surtout savoir s’il faut oui ou non installer des panneaux thermiques.

Vous voulez être plus indépendant sur le plan de l’énergie ? Je vous donne ici des arguments de poids.

Dépense annuelle en chauffage et eau chaude

L’ADEME indique dans une étude sur les dépenses de chauffage que le chauffage et l’eau chaude représentent plus de 8 % du budget annuel d’un ménage, soit environ 2900 €.

Produire de la chaleur est ce qui vous coûte le plus cher, mais faire des économies est possible.

L’IFOP le précise, 9 Français sur 10 sont prêts à se tourner vers les énergies renouvelables, et vous en faites partie.

Autonomie et indépendance énergétique : rêve ou réalité ?

Le magazine Géo a consacré un article sur l’autoconsommation et les productions d’énergies par système photovoltaïque. Le gouvernement met le paquet sur les conseils pour faire des économies d’énergie.

Pour faire des économies, le meilleur plan est d’utiliser le soleil pour se chauffer gratuitement. Vous êtes autonome sur la température du chauffage et de l’eau chaude.

Bien-sûr le chauffage solaire reste une solution d’appoint. Votre système solaire aura toujours besoin d’une seconde source d’énergie.

2 – Panneaux photovoltaïques vs panneaux thermiques

J’essaie ici de vous donner des informations claires. Un projet pour produire de la chaleur gratuite vous engage sur plusieurs années. Faites bien le tour de la question.

Le fonctionnement photovoltaïque utilise des cellules en silicium. Chaque technologie (monocristallin, polycristallin) a un rendement précis (de 8 à 22 %). Le photovoltaïque fournit de l’électricité, si votre foyer est chauffé au tout-électrique le thermique n’est pas à envisager.

Les panneaux photovoltaïques et thermiques ne fournissent pas la même énergie.
Voici deux cellules photovoltaïques, la polycristalline à gauche et la monocristalline à droite.

Alors comment fonctionnent ces panneaux solaires thermiques ? Dans quelle situation permettent-ils de faire des économies ?

3 – Caractéristiques des panneaux thermiques

Cette technologie thermique a une longue histoire. Avec elle, vous chauffez votre logement de façon écologique et ce gratuitement une fois que votre investissement est amorti. Voyons ses aspects essentiels.

Comment fonctionnent les panneaux solaires thermiques ?

Les panneaux solaires thermiques emprisonnent les calories présentes dans les rayons solaires. Ces panneaux sont généralement constitués de plusieurs tubes. À l’intérieur de ces tubes se trouve un fluide caloporteur qui capte les calories présentes dans les rayons UV.

Une pompe envoie ce liquide à un échangeur, et les calories captées élèvent la température :

  • de l’eau stockée dans un ballon d’eau chaude ;
  • du fluide du système de chauffage d’une chaudière ;
  • du liquide d’un chauffage à rayonnement (plancher chauffant).

À quoi ressemble un panneau thermique ?

Dans le commerce, c’est un produit rectangulaire, une sorte de cadre, souvent vendu en kit thermique.

Il est fait de plusieurs tubes remplis de fluide. Il en existe différentes versions, chacune possède un fonctionnement différent.

  • Le panneau solaire thermique à eau

Le panneau solaire thermique à eau a un fonctionnement basé sur la circulation du liquide. Ils transmettent les calories à l’eau présente dans les tubes. Elle rejoint ensuite, via une pompe, un récepteur (ballon ou chaudière).

  • Le panneau thermique à fluide caloporteur

Il s’appuie sur la circulation (pompe) d’un fluide antigel qui remplace l’eau. Le dispositif est le même, le soleil chauffe les tubes et le fluide, qui transmet la chaleur à un ballon, une chaudière, un chauffage à rayonnement.

Un panneau thermique est généralement constitué de plusieurs tubes.
Voici à quoi ressemble un panneau solaire thermique à fluide caloporteur.

  • Le panneau thermique dédié à l’eau chaude sanitaire

Ce kit thermique, dont vous entendez peut-être souvent parler, c’est un chauffe-eau solaire.

Le fonctionnement est similaire à celui du panneau solaire thermique, sans la pompe. Mais l’installation a pour but unique de produire de l’eau chaude sanitaire.

Le chauffe-eau solaire est donc un kit (composé d’un ballon eau chaude, de panneaux de toiture, d’un contrôleur électronique, d’un kit de connexion).

Quels sont les différents systèmes ?

Je vous ai présenté schématiquement 3 grands types de panneaux. J’aimerais maintenant approfondir un peu plus les différences de fonctionnement entre chaque.

Trois modèles peuvent être utiles à votre projet de chauffage à énergie renouvelable et gratuite.

  • Les capteurs solaires à plans non vitrés

Ce panneau est, comme son nom l’indique, sans vitre. Les tubes à eau ou à fluide sont exposés à l’air libre.

L’intérêt pour vous, c’est son prix. Le rendement énergétique de ce modèle est bon, mais produire de la chaleur en zone à faible ensoleillement est un peu difficile.

  • Capteurs solaires à plans vitrés

C’est le dispositif le plus courant en kit. Ce panneau solaire se compose d’une plaque noire, d’une couche d’isolation antérieure, et d’une vitre côté soleil. Sa conception fermée crée un effet de serre qui améliore le rendement du panneau solaire. Il chauffe plus facilement, même par température moyenne.

Le capteur solaire à plan vitré possède un meilleur rendement thermique grâce à l'effet de serre.
Voici à quoi ressemble un capteur solaire à plan vitré.

  • Les capteurs tubulaires

Ce panneau thermique possède des capteurs à tubes sous vide. Ces panneaux sont similaires aux capteurs non vitrés, mais la technologie est plus performante.

La chaleur transférée au liquide caloporteur circule dans des tubes en cuivre hermétiques à vide d’air (caloducs). Le rendement de cet équipement écologique est élevé.

À quoi servent les panneaux thermiques ?

Vous en savez déjà un peu plus sur ces capteurs. Mais j’aimerais approfondir et vous expliquer à quoi ils servent dans une maison. Les particuliers les aiment de plus en plus, vous allez comprendre pourquoi.

  • Autoconsommation d’eau chaude sanitaire et panneau thermique CESI

Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) permet de produire de l’eau chaude sanitaire gratuite.

Ce panneau thermique (à eau ou à liquide caloporteur) vous rend autonome pour produire une grande partie de la chaleur domestique.

Il couvre 50 % à 70 % (source Engie) des besoins en eau chaude sanitaire d’une famille sur une année. Vous faites alors de belles économies avec ce projet.

  • Panneau en relève de chaudière

Ces panneaux solaires servent aussi de soutien à un système de chauffage de bâtiment comme l’explique l’ADEME.

Capteurs solaires à eau ou capteurs à fluides caloporteurs, vous pouvez les installer en relève de chaudière, de plancher chauffant.

Vous devrez installer ces panneaux solaires auxiliaires ou système solaire combiné (SSC) sur une toiture, ils couvrent jusqu’à 50 % de vos besoins en chauffage.

Si la puissance solaire est insuffisante, ballon d’eau chaude ou chaudière utilisent le gaz, le fioul, ou l’électricité pour obtenir les degrés manquants.

4 – Le rendement des panneaux thermiques

Je vous ai parlé au début de l’article du rendement des panneaux solaires photovoltaïques. La fourchette du rendement photovoltaïque se situe entre 8 et 22 %.

Calculez : un cinquième de l’énergie captée par le panneau devient de l’électricité. Qu’en est-il du rendement des panneaux thermiques ?

Rendement des panneaux solaires

Leur rendement est entre 40 et 80 %. Ils perdent peu d’énergie entre la captation et la fourniture de calories.

Selon le gisement solaire, un capteur solaire thermique produit entre 400 et 600 kWh par an et par m2 (source educscol rapport technique).

Le stockage n’est possible que dans un ballon d’eau chaude. Ce rendement peut s’améliorer, en favorisant l’isolation des tuyaux.

Ces panneaux solaires ne produisent pas d’électricité

Je préfère clarifier un point qui porte à confusion. Le panneau solaire thermique ne produit pas d’électricité. C’est la différence fondamentale avec les dispositifs photovoltaïques.

Capteurs plans, capteurs plans avec vitre, capteurs tubulaires sous vide, ils récupèrent les calories soleil, élèvent la température des fluides, mais ne produisent pas de courant électrique.

5 – Dimensionner ses panneaux

Si vous installez un panneau de ce type, c’est que vous avez envie d’autonomie énergétique. Pour ça, il faut faire attention au dimensionnement de votre chauffage solaire thermique.

Évitez de surdimensionner la surface du capteur solaire, la température produite ne sera pas plus élevée, et votre indépendance au réseau sera la même.

Calculez la puissance des capteurs solaires

La surface du capteur installé dépend de votre usage, du nombre de personnes dans la maison et de la ressource solaire. En clair, plus vous consommez d’eau chaude, plus la puissance doit être élevée.

Moins votre région est ensoleillée, plus la surface de captage doit être importante. La surface moyenne d’un dispositif en kit est de 2 m².

Exemple de calcul de puissance de vos capteurs solaires

Un foyer peu énergivore de 4 personnes consomme par an entre 10 000 et 14 000 kWh. Produire de l’eau chaude représente en moyenne 12 % de l’énergie consommée.

Si vous optez pour un kit chauffe-eau (capteur solaire CESI), vous aurez besoin d’une puissance de 1200 à 1680 kWh/an.

Imaginons que votre kit thermique fournisse une puissance de 400 kWh/an/m². Pour couvrir vos besoins (fourchette haute à 1680 kWh/an), la surface nécessaire est de 4,2 m², soit 2 panneaux.

6 – Choisir le lieu d’implantation des panneaux

J’aime le dire, un capteur solaire est aussi rentable à Lille qu’à Marseille, Nantes, Bordeaux, Cherbourg.

Vous devez juste bien choisir l’emplacement : sur le toit d’un bâtiment annexe, sur la toiture de la maison, ou même au sol.

Les panneaux solaires thermiques peuvent être installés en toiture ou au sol.
Si vous ne disposez pas d’assez de surface en toiture, installez vos capteurs solaires au sol.

L’orientation et l’inclinaison des capteurs jouent un rôle majeur sur la production de chaleur.

L’inclinaison idéale des capteurs est de 40 à 45°. Choisissez une place (sur un toit, au sol) où vous pourrez orienter plein sud les capteurs solaires.

7 – Le prix du solaire thermique

Je préfère être clair, le prix des panneaux solaires thermiques et des travaux est plus élevé que celui d’un kit photovoltaïque.

Voici les prix pratiqués sur le marché :

Poser sur votre bâtiment un kit de capteurs sans vitre sera moins cher qu’un équipement solaire à système de tube sous vide.

8 – Les aides financières pour les travaux d’installation

Si vous êtes dans la catégorie des ménages modestes ou très modestes, vous bénéficiez de la refonte du dispositif d’aides.

Le crédit d’impôt CITE fusionne avec l’aide Habiter Mieux de l’Anah et tombe dans la grande catégorie Ma Prime Rénov’.

Le CITE subsiste jusqu’au 1/01/2021 pour les ménages aux revenus supérieurs à ceux des catégories modestes.

Ma Prime Rénov’ : travaux de pose de capteur solaire thermique

Les montants ne sont pas les mêmes pour l’installation d’un chauffe-eau solaire individuel (CESI) et pour la pose d’un système solaire combiné (SSC).

Voici les montants :

Soyez prudent, seuls des travaux réalisés par un professionnel RGE déclenchent le versement des aides.

Certificats d’économie d’énergie et dispositifs solaires thermiques  

Les fournisseurs d’énergies fossiles ont l’obligation de contribuer au financement des travaux d’amélioration de la performance énergétique (maison, bâtiment collectif).

Ne passez pas à côté de l’opportunité de toucher un chèque, l’aide versée vise :

  • pose de chauffe-eau solaire individuel (CESI) ;
  • pose de système solaire combiné (SSC).

9 – L’entretien des panneaux thermiques

Je vous conseille de confier l’entretien de votre installation thermique à un professionnel. Souvent installés sur le toit d’un bâtiment, d’une maison, ces équipements solaires sont difficiles d’accès.

Si vous souhaitez quand même réaliser l’entretien vous-même, contrôlez :

  • la propreté du vitrage ;
  • la propreté des capteurs (si pas de vitre) ;
  • les fuites de fluide éventuelles ;
  • la pression du fluide grâce au manomètre.

Il faut savoir que les capteurs à fluide sont sensibles aux variations de température. Le liquide peut s’abîmer, dans lequel cas il faut faire vidanger et remplir les tubes. Cette intervention est coûteuse et demande parfois à être renouvelée.

10 – Mes derniers conseils pour votre installation

Le gisement solaire est différent pour une maison à Lille ou un bâtiment à Marseille. Consultez cette carte d’ensoleillement du site econologie.com. Le plus important quand on se lance dans un projet solaire c’est de bien mesurer son potentiel de production.

Notre soleil est fournisseur de calories gratuites :

  • 1100 kWh/an dans le tiers Nord de la France ;
  • 1700 kWh/an dans le quart sud-ouest.

La taille de votre future installation dépend donc du taux d’ensoleillement de votre région.

Ce guide touche à sa fin, j’espère que le thermique n’a plus de secret pour vous. Si vous vous posez encore des questions vous pouvez les écrire dans la section commentaire juste en dessous.

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