Le solaire thermique pour produire de l’eau chaude

Mai 2023

Réaliser la production d’eau chaude sanitaire à l’aide du solaire thermique est une solution de plus en plus prisée par les ménages. En plus d’être une énergie totalement renouvelable, inépuisable et respectueuse de l’environnement, l’énergie solaire permet aussi de réduire fortement la facture d’énergie. Découvrez tout ce qu’il faut savoir à ce sujet dans la suite de cet article.

Principe du solaire thermique pour une maison

Le chauffe-eau solaire individuel

Afin de produire de l’eau chaude sanitaire (ECS), il n’existe pas de nombreuses solutions. La plus courante est donc le chauffe-eau solaire individuel (CESI). Pour ce qui est de la composition de cet équipement, il est constitué de deux principales parties, à savoir le ballon qui permet de stocker l’eau et des panneaux solaires thermiques.
Afin de pouvoir utiliser l’énergie solaire, le système est, bien souvent, installé sur la toiture du logement. Il faut veiller à bien orienter les panneaux afin qu’ils reçoivent le plus fort taux d’ensoleillement possible.

Ainsi, les panneaux, aussi appelés capteurs solaires thermiques ont un rôle primordial dans l’installation à savoir intercepter les rayons solaires. Ces derniers sont alors transformés en chaleur. Le lien entre les panneaux et le ballon est assuré par le biais du fluide caloporteur. Ce dernier circule en effet des capteurs vers le ballon. C’est lors de son passage dans les panneaux que le liquide se réchauffe. Un échangeur de chaleur présent dans le ballon permet alors, une fois que le fluide y passe, de transmettre sa chaleur à l’eau du ballon afin de la réchauffer à son tour. Une fois cette transmission effectuée, le liquide repart alors vers les panneaux pour renouveler son cycle.
Selon vos besoins, il peut également être intéressant de se tourner vers un système solaire combiné. Le principe même de cet équipement consiste à produire à la fois de l’eau chaude sanitaire mais il permet également de couvrir les besoins en chauffage du logement.

Chauffe-eau solaire individuel ou CESI

Composition du chauffe-eau solaire individuel

Comme abordé précédemment, l’équipement qui permet la production d’eau chaude sanitaire solaire thermique se compose de deux grands éléments que sont le ballon et les panneaux. Il faut toutefois savoir qu’il existe différentes variétés de capteurs mais également de ballons.

Pour ce qui est des capteurs, 3 principaux modèles sont disponibles :

• Les capteurs non vitrés : principalement utilisés dans les zones climatiques très chaudes, ils permettent de chauffer l’eau jusqu’à 30 °C.
• Les capteurs plans vitrés : il s’agit de la version la plus couramment installée. Ils peuvent chauffer l’eau entre 50 et 80 °C.
• Les capteurs sous vide : ce sont ceux dont l’efficacité est la plus redoutable mais ce sont également les plus coûteux.La production d’eau chaude est comprise entre 60 et 85 °C.

Pour le ballon, 2 grands modèles existent :

• Le chauffe-eau vertical : il s’agit du modèle le plus efficace. Comme son nom l’indique, il est installé à la verticale.
• Le chauffe-eau horizontal : cette version est couramment observée sur les toitures. Le ballon est alors installé de manière horizontale.

Notez que pour choisir un CESI, il faut savoir que la surface des capteurs (généralement 5 m²) déterminera la quantité d’eau que les panneaux sont en mesure d’alimenter. Pour la contenance du ballon en elle-même, elle est avant tout fonction de la composition du foyer, des habitudes des occupants et du nombre de points d’eau à alimenter.

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Chauffe-eau solaire thermique : les différents modèles

Une fois le principe de fonctionnement du chauffe-eau solaire thermique abordé, il faut savoir qu’il existe plusieurs modèles sur le marché. Il est notamment possible de citer pour les versions les plus courantes :

• Le chauffe-eau monobloc : il s’agit en réalité de la version la plus simple qu’il est possible de retrouver sur nombre d’installations. Dans ce modèle, chauffe-eau et panneaux ne font qu’un seul élément.
• Le chauffe-eau à circulation forcée : le ballon et les capteurs sont distincts. La liaison entre les deux parties est effectuée grâce à une pompe qui se trouve être connectée à un régulateur. Le régulateur a pour rôle d’assurer la circulation entre les panneaux et le ballon, du fluide caloporteur selon la vitesse et la fréquence nécessaire à l’alimentation des divers points d’eau.
• Le chauffe-eau thermosiphon : panneaux et ballon sont également deux éléments séparés. Le principe de fonctionnement se base sur le fait que l’eau chaude est moins lourde que l’eau froide. L’eau qui est réchauffée par les panneaux remonte alors jusqu’au ballon où l’eau froide est alors poussée vers les capteurs pour être à son tour réchauffée et pouvoir remonter jusqu’au chauffe-eau.

Il est aussi possible de trouver d’autres versions de chauffe-eau solaires thermiques même s’ils sont moins installés.
Ainsi, il existe alors :

• Le chauffe-eau PVT : l’équipement est composé de panneaux solaires photovoltaïques (PVT). Par-dessus ces panneaux, une couche photovoltaïque est installée et permet un rendement hors du commun qui assure alors à la fois la production de chaleur solaire mais également d’électricité.
• Le chauffe-eau à auto vidange : dans cette configuration, les panneaux ont la possibilité de se vider automatiquement afin que le gel ne s’invite pas dans le système ou bien lorsque ce dernier n’est pas utilisé. En l’absence de soleil, les panneaux s’auto vidangent et le ballon s’arrête. Son fonctionnement reprend dès l'apparition de rayons solaires.

Panneaux solaire thermiques plans et panneaux solaires à tubes sous vide plus performants

Avantages vs inconvénients d’une production d’ECS solaire thermique

Produire son eau chaude sanitaire à l’aide de l’énergie solaire thermique peut apporter un certain nombre d’avantages mais peut aussi engendrer quelques inconvénients.
Pour ce qui est des intérêts de ce type de système, il est possible de noter :

• Une installation relativement simple
• Une rentabilité dans le temps assez rapide
• Un équipement éligible aux diverses subventions financières
• Un entretien réduit
• Un système peu coûteux et respectueux de l’environnement
• La durée de vie de l’équipement
• Couvre 50 à 80 % des besoins d’ECS annuels du foyer

Pour ce qui est des points d’attention, il faut savoir que ce type d’installation est plus intéressante lorsque l’exposition solaire est importante. Il faudra également veiller à ce que l’étanchéité des panneaux installés soit parfaite. C’est notamment le cas lorsque les capteurs sont directement intégrés à la toiture. Il est aussi important de bien dimensionner son équipement afin qu’il puisse répondre correctement aux besoins du foyer. De plus, il est souvent nécessaire de disposer, en complément, d’un système de production d’eau chaude sanitaire d’appoint car même si le solaire thermique permet de couvrir la majeure partie des besoins, un complément peut parfois être indispensable. Enfin, la dernière contrainte est celle des démarches administratives. En effet, la pose d’un système de production d’ECS solaire thermique nécessite des autorisations spécifiques. Il faut alors effectuer la démarche auprès du service urbanisme de la mairie ou bien des architectes des Bâtiments de France si le logement se situe dans une zone classée.

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