Le solaire thermique est une technologie qui utilise l’énergie du soleil pour produire de la chaleur, principalement destiné au chauffage domestique (individuel, collectif ou tertiaire) ou à la production d’eau chaude sanitaire (ECS). Contrairement au solaire photovoltaïque, qui produit de l’électricité, le solaire thermique se concentre sur la production de chaleur grâce à l’aide de capteurs thermiques.
Comment fonctionne le solaire thermique ?
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Le principe de base du solaire thermique repose sur l’absorption de l’énergie solaire par des capteurs solaires thermiques.
Ces capteurs sont généralement placés sur le toit d'une maison, une façade ou même au sol, selon les besoins et les contraintes du site. Le rôle des capteurs est d’absorber les rayons du soleil pour les convertir en chaleur. Cette chaleur est ensuite transmise à un fluide caloporteur, souvent un mélange d'eau et d'antigel, appelé eau glycolée, qui circule dans un circuit fermé à l'intérieur des capteurs.
Le fluide caloporteur, une fois chauffé par le soleil, est dirigé vers un ballon de stockage (aussi appelé ballon solaire). Ce ballon contient de l'eau, chauffée par un échangeur de chaleur, souvent sous forme de serpentin, où circule le fluide caloporteur. L'eau chaude stockée dans le ballon est ensuite utilisée soit pour les besoins en chauffage domestique ou pour la production d’eau chaude sanitaire (ECS). Le fluide caloporteur refroidi retourne ensuite vers les capteurs pour être à nouveau chauffé, formant ainsi un cycle continu et durable.
Les différents types de solaire thermique
Il existe principalement deux types de systèmes solaires thermiques adaptés aux usages domestiques : les systèmes pour la production d’eau chaude sanitaire (ECS), appelés chauffe-eau solaires individuels (CESI) et les systèmes solaires combinés (SSC), qui assurent à la fois la production d’eau chaude sanitaire et le chauffage.
Le Chauffe-eau Solaire Individuel (CESI)
Ce type d’installation est conçue spécifiquement pour chauffer l'eau utilisée dans le bâtiment. Il s'agit de l’application la plus courante du solaire thermique.
Les panneaux solaires captent l'énergie solaire, et le fluide caloporteur chauffe l'eau dans un ballon de stockage.
Le système peut couvrir entre 50 % et 70 % des besoins annuels en eau chaude réduisant ainsi la dépendance aux énergies conventionnelles.
Le Système solaire combiné (SSC)
Les systèmes solaires combinés vont plus loin en fournissant non seulement de l’eau chaude sanitaire, mais aussi du chauffage pour le logement ou le bâtiment. Plus complexes, ces systèmes nécessitent un dimensionnement précis pour garantir une efficacité maximale. À l’instar des installations de chauffe-eau solaires, un circulateur va envoyer le fluide caloporteur vers le ballon solaire afin de chauffer l’eau à travers un serpentin. Un second circulateur va ensuite envoyer l’eau du ballon dans le circuit de chauffage (radiateurs ou plancher chauffant). Ils sont souvent couplés à une source d'énergie d'appoint, comme une chaudière à granulés, qui prend le relais lorsque l'ensoleillement est insuffisant, notamment pendant les mois d'hiver ou les périodes de faible ensoleillement.
Quels sont les types de capteurs solaires ?
Les capteurs solaires thermiques sont l’élément clé de tout système solaire thermique. Ils captent l'énergie du soleil et la transfèrent au fluide caloporteur. Il existe principalement deux types de capteurs :
Les capteurs à plans vitrés
Les capteurs solaires thermiques à plan vitré sont constitués d'un cadre métallique isolé contenant une plaque absorbante noire (l’absorbeur) qui capte l'énergie solaire. Cette plaque est recouverte d'une vitre transparente, souvent en verre trempé, qui permet de laisser passer les rayons du soleil tout en limitant les pertes thermiques. À l'arrière de la plaque absorbante, des tubes en cuivre permettent la circulation d’un fluide caloporteur (un mélange d'eau et d'antigel, appelé eau glycolée). En chauffant au contact de la plaque, ce fluide transporte la chaleur vers un ballon de stockage pour produire de l’eau chaude sanitaire ou alimenter un système de chauffage. Robustes et économiques, ces panneaux sont efficaces dans les régions à fort ensoleillement.
Les capteurs à tubes sous vide
Les capteurs solaires thermiques à tubes sous vide sont des dispositifs performants qui se composent de plusieurs tubes en verre, isolés sous vide pour minimiser les pertes thermiques. À l'intérieur des tubes, un absorbeur capte les rayons solaires et chauffe un fluide caloporteur, qui transporte la chaleur vers un ballon de stockage. Ces panneaux sont particulièrement efficaces dans les régions froides ou peu ensoleillées, car l'isolation sous vide améliore leur rendement, même par faible ensoleillement.
Les avantages du solaire thermique
Le solaire thermique représente une solution prometteuse et avantageuse pour répondre aux besoins énergétiques en chaleur. En combinant des bénéfices économiques et environnementaux, cette technologie participe à un avenir énergétique plus durable et responsable.
Couplage solaire / chaudière à granulés :
une installation 100% renouvelable
Le couplage entre une chaudière à granulés et un système solaire thermique est une configuration technique qui optimise le rendement énergétique et la durabilité de l’installation de chauffage. ÖkoFEN propose une installation tout inclus avec la Pellematic Smart XS, une chaudière à granulés à condensation avec intégration du chauffage solaire (volume tampon de 335 litres et échangeur solaire). La chaudière utilise un module de gestion automatique pour répartir l’énergie solaire en priorité, réduisant ainsi la consommation de granulés. Il offre une grande flexibilité en adaptant la production de chaleur aux besoins de l’habitat tout en diminuant les émissions de CO2, assurant ainsi une solution à la fois écologique et performante.
Quelles aides pour financer mon installation ?
Pour encourager l’installation de systèmes solaires thermiques, plusieurs aides financières sont disponibles, permettant de réduire l'investissement initial.
MaPrimeRénov’ :
Cette prime, accessible à tous les ménages, est distribuée en fonction des revenus du foyer. Les ménages modestes peuvent ainsi bénéficier d'aides plus importantes.
Éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) :
Ce prêt sans intérêt permet de financer les travaux de rénovation énergétique, y compris l'installation d’un système solaire thermique, sans condition de ressources. Selon les travaux effectués, le montant de l’éco-PTZ peut atteindre jusqu’à 50 000€.
Aides locales et régionales :
Certaines collectivités locales offrent également des subventions pour l'installation de systèmes solaires thermiques. Il est conseillé de se renseigner auprès de sa région ou de sa commune pour connaître les dispositifs en vigueur.
La gamme solaire thermiques chez ÖkoFEN
Quel entretien pour une système solaire thermique ?
L'un des avantages majeurs des systèmes solaires thermiques est leur faible besoin en entretien. L’entretien des panneaux solaires thermiques garantit leur efficacité et leur longévité. Le propriétaire peut effectuer un nettoyage régulier des capteurs pour éviter l’accumulation de saletés et de débris, ce qui optimise la captation solaire. Un contrôle visuel permet aussi de repérer d'éventuels signes de fuite ou de corrosion. Votre installateur peut également se charger de l’entretien plus approfondi de votre installation.
- Vérification du niveau et de la pression du fluide caloporteur : le fluide caloporteur peut perdre de son efficacité au fil du temps, surtout dans les régions où les températures peuvent descendre en dessous de zéro. Il est recommandé de vérifier le niveau et la qualité du fluide tous les 3 à 5 ans et de le remplacer si nécessaire.
- Contrôle des joints et des connexions du circuit pour éviter les fuites.
- Inspection du ballon solaire : comme pour un chauffe-eau classique, il est conseillé de vérifier l'état du ballon de stockage pour éviter tout problème de corrosion ou de fuite.
- Contrôle du circulateur, afin de garantir qu’il assure correctement le transfert du fluide vers le ballon solaire.
- Inspection de l'échangeur thermique, pour vérifier qu’il permet un transfert de chaleur optimal entre le fluide caloporteur et l’eau.
- Contrôle de l’isolation des conduits pour éviter les pertes thermiques.
Ce suivi préventif aide à maintenir le rendement et à prolonger la durée de vie de l’installation.
Questions / Réponses
tout savoir sur le solaire thermique
Le chauffe-eau solaire est un système particulièrement efficace pour produire de l'eau chaude sanitaire (l'eau chaude de la douche, des lavabos, etc). En fonction de la région dans laquelle vous vivez et de la taille de votre l’installation (le nombre de panneaux solaires installés), de l'orientation des capteurs solaires par rapport au soleil, entre 40 % et 80 % de vos besoins en eau chaude sanitaire peuvent être assurés par un chauffe-eau solaire selon l’ADEME. En été, vous pouvez même atteindre 100 %, ce qui permet parfois d'éteindre votre chaudière !
A la différence d’un chauffe-eau électrique ou alimenté par une chaudière gaz ou fioul, un chauffe-eau solaire utilise une l'énergie gratuite du soleil pour chauffer votre eau chaude domestique. On parle ici de "solaire thermique", c'est à dire de production de chaleur, à ne pas confondre avec le "solaire photovoltaïque" qui produit de l’électricité.
Un chauffe-eau solaire individuel (CESI) est composé d’un à trois capteurs solaires thermiques, d’un ballon solaire et d’une station solaire.
Les capteurs solaires thermiques, également appelés panneaux solaires thermiques, sont généralement installés sur le toit (en sur-toiture, c'est à dire installés sur la toiture existante ou en intégration, c'est à dire à la place des tuiles), en façade de votre maison grâce à des châssis fixés sur le mur ou dans votre jardin. Un capteur solaire thermique est destiné à capter la chaleur offerte par l'énergie solaire. Pour cela il est constitué d’une vitre spéciale qui va créer un effet de serre dans le capteur, résistante aux intempéries, d’un absorbeur de chaleur en aluminium qui va capter la chaleur derrière la vitre, et d’une canalisation en cuivre contenant un fluide caloporteur (de l’eau glycolée) qui va amener la chaleur captée vers le ballon solaire.
Le ballon solaire est un ballon producteur d’eau chaude sanitaire (l'eau chaude de la douche, des lavabos, etc). Il est rempli d’eau venant du réseau d’eau potable et équipé d’un échangeur de chaleur, un serpentin, dans lequel va circuler le fluide caloporteur relié aux capteurs solaires. Ainsi, la chaleur captée par les panneaux solaires va se transmettre à l'eau froide pour la réchauffer gratuitement.
La station solaire est un équipement qui va gérer et assurer la circulation du liquide caloporteur entre les panneaux solaires et le ballon solaire grâce à une pompe appelée circulateur.
Bien souvent le chauffe-eau solaire individuel (CESI) sera couplé à une chaudière à granulé qui assurera l'apport de chaleur lorsque l'ensoleillement ne sera pas suffisant. Le fonctionnement entre la chaudière à granulés et le chauffe-eau solaire est entièrement automatisé, ce qui évite toute gestion de la part de l'usager.
Un chauffe-eau solaire fonctionne de façon entièrement automatisée.
Les capteurs solaires (également appelés panneaux solaires thermiques) captent la chaleur du soleil et réchauffent un liquide caloporteur présent dans des tubes en cuivre qui tapissent les capteurs. Ce liquide est conduit automatiquement vers le ballon solaire grâce à un circulateur (une mini pompe). Ce liquide caloriporteur réchauffe ainsi l’eau domestique à l’aide d'un échangeur de chaleur (serpentin) situé dans le ballon solaire.
Le fluide caloporteur va donc progressivement céder ses calories à travers le serpentin, avant de repartir vers les panneaux pour être de nouveau chauffé par le soleil, et ainsi de suite.
Cette eau chaude stockée dans le ballon solaire sera ensuite envoyée dans le circuit d’eau du logement grâce à une pompe, comme c’est le cas avec un ballon cumulus classique, pour les besoins d’eau chaude sanitaire (douche, robinets).
Si le chauffe-eau solaire est couplé à une chaudière à granulés, celle-ci démarrera automatiquement si l'ensoleillement n'est pas suffisant. Dans ce cas, le chauffe-eau solaire permettra de faire des économies sur la consommation de granulé de bois, réduisant d'autant la facture de chauffage.
Le soleil est la seule énergie entièrement gratuite, inépuisable et disponible partout.
A l'heure ou le prix de l'énergie ne cessent de grimper, l'installation d'un chauffe-eau solaire individuel (CESI) est de plus en plus intéressant financièrement.
Les kW récupérés avec l’énergie solaire sont des kW économisés pour produire l’eau chaude à l’aide d’une autre énergie (granulé de bois, ou énergie fossile gaz ou fioul). Ce sont donc des kW qui ne coûteront rien.
Selon l’ADEME, la production d’eau chaude sanitaire représente plus de 12% de la consommation totale d'énergie moyenne dans le secteur du bâtiment résidentiel. L’installation d’un chauffe-eau solaire permet donc de réduire sa facture d’énergie de plus de 8 % dans les meilleurs conditions puisqu’elle vous permet d’économiser jusqu’à 70 % sur votre facture d’eau chaude sanitaire.
Dans le cadre des aides financières et subventions à la rénovation énergétique, plusieurs aides sont disponibles pour l’installation de votre chauffe-eau solaire.
En 2023, MaPrimeRénov' permet d'obtenir jusqu'à 4000 € d'aides pour l'installation d'un chauffe-eau solaire individuel, selon les conditions en vigueur.
Pour bénéficier de cette aide, il faut faire appel à un professionnel RGE pour la réalisation des travaux. Dans le cadre d’une installation d’un chauffe-eau solaire, celui-ci doit être certifié Qualisol. Pour en savoir plus sur les dispositifs d’aides, cliquez ici.
Vous pouvez également financer le reste à charge de votre installation, c'est à dire ce qu'il reste à payer après déduction de l'aide MaPrimeRénov', grâce à l’éco-prêt à taux zéro (EcoPTZ). Il s'agit d'un prêt sans intérêt et sans frais de dossier qui permet d'étaler le paiement de votre chauffe-eau solaire sur plusieurs années. Plus d’information ICI.
L’énergie solaire est une énergie renouvelable non polluante, disponible partout et en abondance.
La production d’eau chaude sanitaire via un système de chauffe-eau solaire est propre car elle utilise la chaleur du rayonnement solaire pour chauffer l'eau chaude sanitaire dont vous avez beoins. Ainsi, elle ne dégage ni polluants atmosphériques, ni gaz à effet de serre. En plus de faire des économies, vous faites un geste pour la planète !
A titre indicatif, un système solaire avec une surface de 4,4 m² de panneaux solaires thermiques, c'est à dire 2 panneaux installés, et un ballon solaire de 300 litres produit environ 50 000 kWh d'énergie pour la production d'eau chaude en 25 ans (selon les usages, la situation de la maison, l’inclinaison et l’orientation des capteurs, la région où vous résidez). Cela permet d'éviter l'émission dans l'atmosphère de plus de 600 kilos de CO2 par an par rapport à la production de l'eau chaude sanitaire réalisée par une chaudière fioul. C'est considérable !
L’avantage d’un chauffe-eau solaire est qu’il permet de stocker de l’eau chaude. Le système solaire chauffe l’eau du ballon pendant les heures ensoleillées, et cette eau chaude stockée est disponible plus tard en différé, même la nuit. Ainsi, l'eau chaude produite dans la journée sera même disponible le lendemain matin. Il n'y a donc pas besoin que le soleil brille au moment ou il y a un besoin d'eau chaude pour disposer d'eau chaude.
Par contre, si le mauvais temps s’installe durablement, le soleil ne pourra apporter la chaleur nécessaire, c'est pour cela que le chauffe-eau solaire dispose d’une énergie d’appoint.
Plusieurs énergie d'appoint existent : soit le ballon solaire est équipé d’une résistance électrique, comme un cumulus électrique classique, soit le chauffe-eau solaire est couplé à la chaudière de la maison.
Quelle que soit l’énergie d’appoint, elle prend le relais automatiquement quand le soleil n’est pas suffisant pour assurer la production de l’eau chaude.
La complémentarité idéale est le couplage d’un chauffe-eau solaire à une chaudière à granulés de bois. Le chauffe-eau solaire permet de réduire la consommation de granulés, et dans certains cas, de couper totalement la chaudière en été. Le granulé de bois étant une énergie renouvelable et locale, le couplage d’un chauffe-eau solaire permet d’avoir un système 100 % renouvelable.
Quels sont les avantages d’un chauffe-eau solaire ?
- Il produit de l’eau chaude grâce à une énergie solaire gratuite, illimitée et renouvelable
- Il est neutre en carbone
- C’est une solution écologique qui a un impact moindre sur l’environnement en ne dégagent pas de polluant dans l'air
- Il est éligible aux aides financières
- Il permet de réaliser d’importantes économiques en réduisant les besoins en énergie classique
- Il a une longue durée de vie et demande peu d’entretien
Quels sont les inconvénients d’un chauffe-eau solaire ?
- C’est un investissement plus important au départ qu’un ballon producteur d'eau chaude sanitaire classique relié à une chaudière, ou à un ballon électrique classique.
- Il nécessite un complément avec un chauffage d’appoint pour les périodes faiblement ensoleillées, mais ce chauffage d'appoint est de toute façon nécessaire !
Avec une installation solaire, vous contribuez activement à la protection du climat.
Exemple : un système solaire avec une surface de 6 m² de panneaux solaires et un ballon solaire de 300 litres produit environ 60 000 kWh d'énergie pour la production d'eau chaude en 25 ans (selon la situation de la maison). Cela permet d'économiser environ 1 tonne d'émissions de CO2 par an par rapport à une chaudière fioul. Avec une surface de panneaux solaires de 15 m² et un ballon solaire de 1000 litres, 120 000 kWh d'énergie pour le chauffage et l’eau chaude seront produits en 25 ans. Le climat bénéficie ainsi d'environ 2 tonnes d'émissions de CO2 en moins par an. Cela correspond aux émissions d’une voiture pendant 1 an ! (12 000 km parcourus).
Chaque kW récupéré avec l’énergie solaire sera un kW en moins à produire en brulant du granulé de bois. Avec des panneaux solaires ÖkoFEN, vous ne faites pas seulement du bien à l'environnement, mais vous réduisez également votre consommation de granulés, et donc votre facture. De plus, l’achat d’un système solaire thermique bénéficie de nombreuses aides.
Un chauffage solaire (Système Solaire Combiné SSC) est une installation assurant le chauffage et la production de l’eau chaude sanitaire, alors qu’un chauffe-eau solaire (CESI) n’assurera que la production de l’eau chaude sanitaire. Un chauffage solaire nécessitera donc plus de panneaux solaires. A savoir : ÖkoFEN propose la Pellematic Smart XS, dans laquelle sont inclus le ballon solaire et l’échangeur solaire pour un couplage parfait granulé + solaire. Dans ce cas, l’énergie solaire assure indifféremment le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire.
Le solaire couvre ainsi jusqu’à 30 % de vos besoins en chauffage et jusqu’à 70 % de vos besoins en eau chaude sanitaire.