Tout savoir sur le panneau solaire thermique

Le panneau solaire thermique utilise l’énergie solaire pour chauffer l’eau de manière écologique. Il présente de nombreux avantages pour réduire la consommation d’énergie conventionnelle.

Les essentiels à retenir :

• Le panneau solaire thermique est un équipement qui capte la chaleur solaire pour produire de l’eau chaude.
• Le fluide caloporteur absorbe l’énergie thermique dans les capteurs, puis la transfère à un ballon d’eau pour chauffer l’eau sanitaire.
• Des systèmes variés (CESI, SSC) et différents types de capteurs (plans vitrés, tubes sous vide) sont utilisés selon les besoins.
• Cette solution réduit la consommation d’énergie traditionnelle en utilisant une source d’énergie renouvelable et gratuite.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire thermique ?

Un panneau solaire thermique est un dispositif qui capte la chaleur du rayonnement solaire pour chauffer de l’eau. Contrairement aux panneaux photovoltaïques qui produisent de l’électricité, il utilise l’énergie thermique pour alimenter un chauffe-eau ou un système de chauffage. Cette technologie permet ainsi de réduire la consommation énergétique en utilisant une source d’énergie renouvelable.

Quel est le fonctionnement d’un panneau solaire thermique ?

Le panneau solaire thermique fonctionne en captant la chaleur du soleil grâce à des capteurs. Ces derniers contiennent un fluide caloporteur qui absorbe l’énergie thermique. Une fois chauffé, le fluide circule dans un circuit pour transférer la chaleur à un ballon d’eau. Celui-ci stocke l’eau pour être utilisée dans vos douches, vos lavabos et vos robinets.

En principe, cet équipement couvre entre 50 et 70 % de l’eau chaude sanitaire. Le reste est pris en charge par un système traditionnel comme une chaudière mixte ou un boiler électrique.

Ce système permet de produire de l’eau chaude sanitaire de manière écologique. Pour un rendement optimal, les capteurs doivent être installés sur une surface bien exposée au rayonnement solaire. Grâce à cette technologie, il est possible de réduire les besoins en énergie conventionnelle pour chauffer l’eau.

Quelle est la différence entre un panneau solaire thermique et un panneau solaire photovoltaïque ?

La principale différence entre un panneau solaire thermique et un panneau photovoltaïque réside dans l’énergie qu’ils produisent.

Le panneau solaire thermique capte la chaleur du rayonnement solaire pour chauffer de l’eau, utilisée pour l’eau chaude sanitaire ou le chauffage.

En revanche, le panneau photovoltaïque transforme la lumière du soleil en électricité grâce à des cellules qui convertissent les photons en courant électrique.

Les deux systèmes utilisent l’énergie solaire, mais leurs objectifs diffèrent. Le thermique sert à produire de la chaleur, tandis que le photovoltaïque génère de l’électricité. Ils peuvent toutefois être combinés pour maximiser l’efficacité énergétique d’une installation.

Les différents types de capteurs solaires thermiques

Capteurs plans vitrés

Les capteurs plans vitrés sont les plus courants pour les installations résidentielles. Ils se composent d’une plaque absorbante recouverte d’une vitre qui crée un effet de serre, améliorant ainsi l’absorption de la chaleur. Le fluide caloporteur circule dans des tubes placés sous la plaque, où il capte l’énergie thermique.

Un isolant thermique est ajouté à l’arrière pour limiter les pertes de chaleur. Ces capteurs offrent un bon rapport qualité-prix et conviennent à la production d’eau chaude sanitaire et de chauffage d’appoint.

Capteurs à tubes sous vide

Les capteurs à tubes sous vide sont constitués de plusieurs tubes en verre disposés côte à côte. Chaque tube contient un absorbeur qui capte le rayonnement solaire et chauffe le fluide caloporteur.

Le vide autour des tubes agit comme un isolant, réduisant les pertes de chaleur par convection. Cela améliore le rendement, même par temps froid. Ces capteurs sont coûteux, mais ils sont adaptés pour les régions aux hivers rigoureux ou pour des besoins importants en eau chaude.

Capteurs non vitrés (pour piscines)

Les capteurs non vitrés, souvent appelés « moquettes solaires », sont principalement utilisés pour chauffer l’eau des piscines. Ils se composent de tuyaux noirs en plastique dans lesquels circule l’eau de la piscine, directement chauffée par le soleil.

Sans vitre ni isolation, ils sont moins efficaces pour des applications domestiques classiques, mais leur coût est réduit. Ils sont bien adaptés aux périodes estivales, lorsque l’ensoleillement est suffisant pour maintenir la température de l’eau.

Capteurs à air

Les capteurs à air utilisent l’air comme fluide caloporteur au lieu d’un liquide. L’air chauffé est ensuite ventilé dans un bâtiment pour le chauffage. Ce type de capteur est efficace pour des applications spécifiques, comme le séchage de produits agricoles ou le chauffage de grands espaces.

Ils sont moins courants dans les installations domestiques. Cependant, ils représentent une solution intéressante pour les bâtiments nécessitant un chauffage direct par air chaud.

Applications des panneaux solaires thermiques

Chauffe-eau solaire individuel (CESI)

Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) est l’une des applications les plus répandues des panneaux solaires thermiques. Il permet de produire de l’eau chaude sanitaire en utilisant l’énergie thermique captée par les panneaux. Le fluide caloporteur, chauffé par le soleil, circule dans les capteurs et transfère la chaleur à un ballon de stockage où l’eau est conservée.

Le CESI peut couvrir jusqu’aux deux tiers des besoins en eau chaude sanitaire d’un foyer, réduisant ainsi la consommation d’énergie conventionnelle. Il est particulièrement adapté aux maisons individuelles, où l’installation sur le toit permet d’optimiser l’ensoleillement.

Système solaire combiné (SSC) pour le chauffage et l’eau chaude

Le système solaire combiné (SSC) va plus loin en fournissant à la fois de l’eau chaude sanitaire et du chauffage. En plus du ballon d’eau, un second circuit permet de chauffer l’eau destinée aux radiateurs ou aux planchers chauffants.

Le SSC est efficace pour réduire les besoins en énergie de chauffage, notamment dans les régions bénéficiant d’un bon ensoleillement. Il nécessite cependant un investissement plus important et un dimensionnement précis pour maximiser les économies d’énergie. Ce système est particulièrement utile pour les maisons bien isolées, où la demande en chauffage est modérée.

Utilisation dans les bâtiments résidentiels et commerciaux

Les panneaux solaires thermiques ne se limitent pas aux maisons individuelles. Ils sont également couramment utilisés dans les bâtiments résidentiels collectifs, les hôtels, les écoles et les centres sportifs. Ces grandes installations peuvent répondre à des besoins importants en eau chaude sanitaire, comme les piscines municipales ou les douches collectives.

Dans les bâtiments commerciaux, les panneaux solaires thermiques peuvent aussi servir de complément aux systèmes de chauffage traditionnels. Cela améliore l’efficacité énergétique globale. Ils contribuent ainsi à réduire les coûts d’exploitation et l’empreinte carbone des entreprises.

Les avantages et les inconvénients des panneaux solaires thermiques

Avantages

Les panneaux solaires thermiques offrent de nombreux avantages, notamment sur le plan économique et écologique. Ils permettent de réduire considérablement les factures d’énergie en utilisant le rayonnement solaire, une source d’énergie gratuite et renouvelable. En couvrant jusqu’à 70 % des besoins en eau chaude sanitaire, ils contribuent à l’autonomie énergétique des foyers.

De plus, leur durée de vie peut atteindre 20 à 30 ans, avec un entretien minimal, ce qui en fait un investissement durable. Sur le plan environnemental, les panneaux thermiques réduisent les émissions de CO2 en limitant l’utilisation de combustibles fossiles.

Inconvénients

Ces dispositifs présentent aussi quelques inconvénients. Leur coût d’installation initial est relativement élevé, ce qui peut constituer un frein pour certains ménages. De plus, leur efficacité dépend directement de l’ensoleillement. En hiver ou par temps nuageux, le rendement des panneaux thermiques diminue, nécessitant souvent un système de chauffage d’appoint.

Ils occupent également un espace important sur le toit. Pour maximiser leurs performances, l’installation doit être optimisée en termes d’orientation, d’inclinaison et d’absence d’ombre.

Les critères à considérer avant l’installation

Surface et orientation du toit

La surface disponible et l’orientation du toit sont des critères essentiels pour installer des panneaux solaires thermiques. Il est conseillé d’avoir une surface adéquate pour installer les capteurs. En général, il faut prévoir entre 1 et 1,5 m² par personne pour répondre aux besoins en eau chaude sanitaire.

L’orientation idéale est vers le sud afin de capter un maximum de rayonnement solaire tout au long de la journée. Une orientation sud-est ou sud-ouest peut également convenir, mais le rendement sera légèrement réduit. Il est important de veiller à ce que le toit soit dégagé et non ombragé par des arbres ou des bâtiments pour optimiser l’ensoleillement.

Inclinaison optimale pour maximiser le rendement

L’inclinaison des panneaux solaires thermiques joue un rôle important dans leur efficacité. Pour capter un maximum de chaleur, il est conseillé de les installer avec un angle compris entre 30° et 60°.

La pente optimale varie en fonction de la latitude et des besoins en chauffage. Une inclinaison de 60° est optimale pour l’hiver, tandis qu’un angle autour de 30° est préférable dans les régions très ensoleillées.

Une installation bien dimensionnée permet de garantir un rendement stable tout au long de l’année, en adaptant la pente aux conditions climatiques locales.

Aides financières disponibles pour l’installation

Pour encourager l’installation de panneaux solaires thermiques, de nombreuses aides financières sont disponibles.

En France, les dispositifs comme MaPrimeRénov’, l’éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ), et la prime énergie (CEE) peuvent couvrir une partie des coûts d’installation. Les ménages peuvent également bénéficier d’une TVA réduite à 5,5 % pour les travaux de rénovation énergétique.

Ces aides rendent le solaire thermique plus accessible et permettent d’amortir plus rapidement l’investissement initial. Il est conseillé de consulter un installateur certifié RGE pour maximiser les subventions disponibles et garantir une installation de qualité.

Focus sur les différents supports de fixation pour panneaux solaires

Les supports de fixation pour panneaux solaires sont essentiels pour garantir la stabilité et la performance de l’installation. Leur choix dépend du type de surface et des spécificités du projet.

1. Toit incliné : deux systèmes peuvent être utilisés si vous avez un toit incliné. La surimposition implique de fixer les panneaux sur des rails sans modifier la toiture. L’intégration au bâti, quant à elle, consiste à remplacer une partie de la couverture par desles panneaux solaires. La surimposition est simple et permet une bonne circulation d’air, tandis que l’intégration est plus coûteuse, mais nécessaire dans certaines zones protégées.
2. Toit plat : les panneaux peuvent être montés sur des bacs à lester remplis de gravier ou de sable, sur des châssis ou fixés sur des rails. Ces méthodes permettent d’éviter les modifications structurelles du toit tout en optimisant l’inclinaison des panneaux.
3. Sol : les fixations au sol comprennent les bacs en plastique, les systèmes GSE Ground System et les équerres. Ces options facilitent l’entretien, car les panneaux sont facilement accessibles.
4. Façade : les panneaux peuvent être installés sur des équerres spéciales, offrant une alternative pour les bâtiments avec des toits inadaptés.