Chauffe-eau solaire : fonctionnement, solutions, prix et installation

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Chauffe-eau solaire rentabilité
Chauffe-eau solaire - Source Vaillant

Le chauffe-eau solaire est un type de chauffe-eau qui peut être installé à votre domicile. Il utilise l'énergie du soleil pour fonctionner, ce qui vous garantit de faire des économies d’énergie importantes si vous habitez dans une région ensoleillée.

Le chauffe-eau solaire : pour quel usage ?

Installer un chauffe-eau solaire chez soi peut répondre à différents types de besoin de chauffage ou de préchauffage d’un éventuel équipement complémentaire.

Solution de préchauffage

Il est possible d'installer un chauffe-eau solaire en le raccordant à un système de chauffage déjà en place à votre domicile. Il sera notamment compatible avec :

  1. un ballon d'eau chaude sanitaire (également appelé cumulus) ;
  2. une chaudière.

Lorsque ce type de système est relié à une chaudière cela permet au chauffe-eau solaire d'alimenter le circuit de chauffage de la chaudière.

Le principe du préchauffage consiste à combiner deux types de chauffage de l'eau. Ainsi, les capteurs solaires sont utilisés en premier lieu pour chauffer l'eau. Mais lorsque la chaleur est épuisée ou lorsque l'ensoleillement n'est pas suffisant, l'énergie nécessaire aux besoins des résidents est alors fournie par l’installation complémentaire.

Cette solution de préchauffage permet de réduire les factures énergétiques de manière efficace puisse la température de l'eau générée par le chauffe-eau solaire est de 25 °C à 60 °C. La température produite dépend en effet des saisons et des conditions climatiques.

Solution de chauffage principal 

Le chauffe-eau solaire peut également servir, dans certain cas, directement pour l'abondement en eau chaude sanitaire du logement. Dans une telle situation, la production d'eau chaude sanitaire pourra subvenir aux besoins d'un logement localisé dans une région particulièrement ensoleillée et peu utilisé.

Fonctionnement d’un chauffe-eau solaire

S'il existe différents types de chauffe-eau (chauffe-eau à gaz, chauffe-eau électrique, chauffe-eau thermodynamique, etc.) utilisant différents types d'énergie, un chauffe-eau solaire utilisé, lui, l'énergie du soleil. Vous pouvez trouver différents types de chauffe-eau solaire, ces derniers ont un fonctionnement similaire. En effet, deux éléments les composent obligatoirement :

  1. son ballon d'eau chaude ;
  2. et ses capteurs solaires.

Il est très fortement conseillé de prévoir un système de chauffage d'appoint pour compléter la production du chauffe-eau solaire, notamment en cas d’ensoleillement irrégulier.

En effet, les professionnels estiment qu'un chauffe-eau solaire de taille adéquate à une famille de 4 personnes ne fournira que 70 % de l'eau chaude sanitaire nécessaire au foyer.
De plus si l’installation est également utilisée comme moyen de chauffage, il ne répond en moyenne plus qu'à 40 % des besoins.

Le ballon d'eau chaude

Pour le bon fonctionnement du chauffe-eau solaire, le ballon d'eau chaude est un élément indispensable. Il contient de l'eau froide et est alimenté continuellement afin de ne jamais être vide.

Un circuit primaire se situe dans ce ballon d'eau chaude. Il prend la forme d'un tuyau en serpentin. Son rôle est de réchauffer l'eau froide présente dans le ballon. Pour cela, un liquide caloporteur est acheminé dans les tuyaux. Ce liquide est lui-même réchauffé par l'énergie captée par les rayons du soleil.
C'est ce mécanisme qui permet de réchauffer l’eau ensuite utilisée par les résidents.

Il faut que les performances d'isolation du ballon soient suffisantes pour maintenir la chaleur tout en évitant les déperditions.

L'eau chaude ainsi stockée est ensuite distribuée et acheminée jusqu'aux robinets à la demande des résidents. Ainsi, lorsqu'un robinet, au niveau des lavabos, de l’évier, de la douche, etc., est actionné, l'eau chaude utilisée est celle du ballon. Le système permet que de l'eau froide soit de nouveau injectée dans le ballon afin que son remplissage soit effectif.
Le tuyau assure ensuite le réchauffement de l'eau et ainsi de suite.

Les capteurs solaires

Un chauffe-eau solaire peut être équipé de deux types de capteurs différents. Certains modèles fonctionnent avec des panneaux solaires à fluide caloporteur. D'autres fonctionnent avec des thermo-tubes sous vides.

Panneaux solaires à fluide caloporteur

Panneaux solaires photovoltaïques et panneaux solaires thermiques ne doivent pas être confondus. Dans le cas du chauffe-eau solaire, ce sont des capteurs solaires thermiques qui vont permettre de récupérer la chaleur du soleil.

S'il est facile de confondre ces deux types de panneaux, c'est parce qu'ils utilisent, l'un comme l'autre, l'énergie solaire et que les installateurs les posent généralement sur la toiture d'un bâtiment.

Les panneaux solaires thermiques se composent de tubes et d'un liquide caloporteur. Au contact des rayons du soleil, les tubes chauffent. Au contact des tubes chauds, le liquide caloporteur est ensuite réchauffé à son tour. Enfin, il est acheminé jusqu'au ballon où la chaleur est transmise à l'eau froide qu'il contient.

Thermo-tubes sous vide

Il est possible d'installer un autre type de capteurs pour le fonctionnement de votre ballon d'eau chaude. Les thermo-tubes sous vide sont ainsi une alternative dont les performances sont plus efficaces.
Le principe de fonctionnement est en effet différent : un espace vide sépare les deux tubes en verre composant l'installation. Ainsi, les meilleures performances de ce mécanisme sont expliquées par ce vide qui constitue un excellent isolant. En hiver, les déperditions énergétiques sont moins importantes et le système chauffe plus efficacement l'eau froide contenue dans le ballon.

Pour fonctionner, les tubes doivent être hermétiques. L'énergie solaire traverse les matériaux pour atteindre directement le caloporteur installé dans le deuxième tube. Cela permet de le chauffer.

Les thermo-tubes sous vide sont des capteurs dont le prix est plus élevé que celui de panneaux solaires à fluide caloporteur.

Les différents types de chauffe-eau solaires

Il existe trois types de chauffe-eau solaire différents que vous pouvez installer chez vous, parmi lesquels :

  1. le chauffe-eau solaire à thermosiphon monobloc ;
  2. le chauffe-eau solaire à thermosiphon à éléments séparés ;
  3. et le chauffe-eau solaire à éléments séparés en mode circulation forcée.

Le chauffe-eau solaire à thermosiphon à éléments séparés

Dans le cas du chauffe-eau solaire à thermosiphon, les capteurs et le ballon sont dissociés. Les capteurs sont installés à une hauteur moins élevée que le ballon. Ce procédé est essentiel pour assurer le bon fonctionnement du système puisque la chaleur monte toujours et qu’il est donc naturel que l’eau chaude soit en hauteur. Il s’agit du processus de thermosiphon qui permet que l’installation ne nécessite pas l’usage d’un raccordement électrique pour fonctionner.

Pour cette raison, il n’est pas rare que les capteurs soient placés au sol. Mais il est généralement possible de les placer sur le toit de la maison afin qu’ils gênent moins les habitants. Attention toutefois, il faudra que l’architecture de votre logement le permette. En effet, si les capteurs sont positionnés sur le toit, le ballon doit généralement être installé dans le grenier. Il faudra donc que la structure permette qu’il soit placé à une hauteur plus élevée que les capteurs, ce qui n’est pas toujours facile.

Avantages

  1. équipement performant (performance similaire au chauffe-eau à circulation forcée)
  2. mode de fonctionnement qui ne consomme pas d’électricité
  3. prix plus abordable que pour un chauffe-eau avec pompe de circulation
  4. entretien simple
  5. taux de panne peu élevé

 

S’il l’architecture de votre maison ne permet d’installer le ballon d’eau chaude de manière surélevée par rapport aux capteurs, il vous sera indispensable d’opter pour un autre type de chauffe-eau solaire.

Le chauffe-eau solaire à thermosiphon monobloc

Le chauffe-eau solaire monobloc est le système de chauffe-eau dont le prix est le plus abordable. il s’agit également du modèle plus simple à mettre en place pour les installateurs. Comme son nom l’indique, l’équipement est monobloc, c’est-à-dire que le ballon et le capteur solaire ne font qu’un. Il peut être positionné soit sur le toit d’une maison soit directement au sol. Dans ce deuxième cas, un support adapté sera nécessairement ajouté. Dans tous les cas, le chauffe-eau solaire doit être orienté plein sud dans une zone dégagée où aucun arbre ou bâtiment ne risque de faire de l’ombre aux capteurs.

Le principe de fonctionnement du chauffe-eau solaire monobloc est le même que celui précédemment expliqué pour le chauffe-eau solaire à thermosiphon.

Avantages

Inconvénients

  1. transport simple
  2. solution de préchauffage efficace
  3. économies d'énergie importantes
  4. installation facile
  5. pas de raccordement électrique nécessaire
  6. compatible avec tout type de système de chauffage
  1. équipement volumineux
  2. peu esthétique
  3. le rendement du système est généralement amoindri par des déperditions de chaleur provenant de l’isolation du système
  4. fonctionne uniquement dans les zones fortement ensoleillées

 

Si vous souhaitez installer un chauffe-eau solaire monobloc chez vous, vous pouvez choisir entre deux modes de capteurs. Ainsi, l’énergie solaire pourra être captée à l’aide :

  1. de thermo-tubes ;
  2. ou de panneaux solaires thermiques.

Il vous sera possible de choisir un ballon dont la contenance peut varier entre 10 et 300 litres. Pour savoir si le modèle que vous choisissez sera performant, vous devez consulter les informations concernant les performances d’isolation de l’appareil choisi. Ce sera le meilleur indicateur pour déterminer la qualité de l’appareil.

Le chauffe-eau solaire à éléments séparés en mode circulation forcée

Pour ce type d’installation, les capteurs sont désolidarisés du ballon contenant l’eau. Le ballon n’a pas besoin d’être placé au-dessus des capteurs grâce au principe de circulation forcée. Ainsi, ce n’est plus la gravité qui est utilisée pour faire monter la chaleur. Toutefois, il est indispensable de pouvoir installer le ballon au plus près des endroits de puisage dans le logement afin de minimiser les déperditions énergétiques.

Les capteurs solaires, quant à eux, pourront être installés sur le toit. Le chauffe-eau solaire à éléments séparés en mode circulation forcée est équipé d’un mode de régulation qui se fie à la température de l’eau présente dans le ballon et à celle des capteurs pour déclencher, ou non, la circulation du fluide.

Chauffe-eau solaire autovidangeable ou à circulation forcée

Deux catégories différentes de chauffe-eau solaires sont à distinguer :

  1. les chauffe-eau solaires autovidangeables ;
  2. et les chauffe-eau solaires à circulation forcée.

Si vous craignez que votre installation souffre du gel en hiver et des surchauffes en été, nous vous conseillons très fortement d’opter pour un chauffe-eau solaire autovidangeable. Ce qui permet de protéger l’installation, c’est la position du fluide lorsque le chauffe-eau n’est pas en fonctionnement.

Catégorie de chauffe-eau solaire

Positionnement du fluide en phase arrêt

chauffe-eau solaire autovidangeable

  1. en phase arrêt, la vidange de l’appareil s’effectue automatiquement
  2. l’eau présente dans les capteurs solaires subit le phénomène de la gravité et descend par elle-même dans le réservoir, à l’abri du gel
  3. ce phénomène entraîne la remontée de l’air, ainsi les panneaux solaires situés à l’air libre ne contiennent plus que de l’air qui ne craint pas le froid

 chauffe-eau solaire à circulation forcée

 

Le fonctionnement du chauffe-eau solaire autovidangeable prévoit la possibilité de stocker le fluide caloporteur présent dans les tubes du circuit dans les panneaux en période de chauffe, puis dans une zone hors-gel lorsque cela est nécessaire et que l’équipement n’est pas utilisé.

Avantages de l’autovidange

Inconvénients de l’autovidange

  1. système qui n’est pas mis en danger par le gel
  2. permet d’éviter les surchauffes pendant la saison chaude
  3. peu d’entretien
  1. coût élevé

 

Prix d’un chauffe-eau solaire

Le prix d’un chauffe-eau solaire varie notamment selon les capacités de contenance du ballon et la surface des panneaux solaires. Pour les besoins d’une personne en eau chaude sanitaire, un chauffe-eau solaire monobloc de 60 à 100 L est conseillé. Pour les besoins de 2 personnes préférez un modèle dont la contenance est supérieure à 160 L.

Voici le prix à prévoir pour l'achat d'un chauffe-eau solaire (hors prix de pose).

Différents types de chauffe-eau solaire

Contenance du ballon

Surface nécessaire pour les panneaux solaires

Prix TTC (hors pose)

Chauffe-eau solaire monobloc d'appoint

5 à 10 L

50 cm²

entre 200 et 300 €

60 L

1 m²

entre 500 et 1 000 €

100 L

2 m²

entre 1 000 et 1 500 €

200 L

3 m²

entre 1 500 et 2 000 €

300 L

4 m²

entre 2 000 et 3 000 €

Chauffe-eau solaire autovidangeable

pour 4 personnes

4 m²

entre 4 000 et 5 000 €

Chauffe-eau solaire désolidarisé

-

-

Entre 2 000 et 4 000 €

Sachez qu’en rénovation, une TVA de 20 % est appliquée, alors qu’en rénovation, vous pourrez avoir une TVA de 5,5 %. Les travaux de rénovation sont ceux concernant des bâtiments dont la construction est terminée depuis au moins 2 ans. Pour un chauffe-eau solaire, comptez alors un tarif compris entre 4 000 et 4 800 € (hors pose) alors qu’il faudra compter entre 5 000 et 5 400 € en neuf (hors pose).

Pour financer un tel projet, vous pouvez généralement bénéficier de différentes aides et subventions.

Économies d'énergie

Si le prix d'achat est élevé, c'est un investissement rentable sur la durée : un élément qu'il faut prendre en compte dans le calcul de votre projet. Ainsi, les professionnels estiment qu'un chauffe-eau solaire permet aux résidents d'une maison de faire jusqu'à 80 % d'économie d'énergie, ce qui permet de faire baisser d'autant votre facture de fioul ou de gaz selon le type de chauffage en place à votre domicile.

Pour une installation standard, cela correspond à des économies de 200 € par an. Sans compter le fait qu'utiliser ce type d'énergie est favorable à l'environnement.

Aides et subventions

Les installations de ce type sont éligibles à différentes aides et subventions mises en place pour encourager l'utilisation des énergies renouvelables.

Si vous choisissez d'installer un chauffe-eau solaire chez vous, il vous sera ainsi possible d'obtenir une réduction fiscale intéressante avec un crédit d'impôt de 30 % relatif à l'achat de l'équipement via un professionnel RGE (Reconnu Garant de l'environnement). C'est le prix TTC hors pose qui sera pris en compte, mais une fois le montant des autres aides et subventions obtenues déduites.
Le plafond du crédit d'impôt est fixé à 1 000 € TTC par m2.

Le prix de pose n'est pas éligible au crédit d'impôt.

L’installateur de votre chauffe-eau solaire saura vous renseigner sur l'ensemble des aides régionales et nationales auxquelles vous pouvez prétendre. Si le professionnel effectuant l'installation ne bénéficie pas de la certification RGE, vous ne pourrez bénéficier d'aucune aide et d'aucune subvention.

Installation d’un chauffe-eau solaire

Pour l’installation d’un chauffe-eau solaire, comptez entre 1 200 et 1 500 € HT (hors prix fournitures). Une fois le taux de TVA appliqué, le coût de la main d’oeuvre TTC revient :

  1. entre 1 400 et 1 800 € en construction (le taux de TVA applicable est de 20 %)
  2. et de 1 300 à 1 600 € en rénovation (le taux de TVA applicable est de 5,5 %).

Ainsi, pose et fournitures comprises, le coût d’installation d’un chauffe-eau solaire coûte en moyenne entre 5 000 et 6 000 € HT. Ce prix est annoncé sans l’ajout d’aucune aide. Pourtant dans la majorité des cas, vous pourrez bénéficier du crédit d’impôt sur la transition énergétique à hauteur de 30 %.

En rénovation, l’installation d’un chauffe-eau solaire coûte en moyenne entre 5 200 et 6 500 € (dont TVA à 5,5 %) fournitures et pose comprises. En construction, comptez sur un budget compris entre 5 500 et 7 300 €.

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Votre logement est :

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