Panneaux solaires thermique : comment produire son eau chaude ?

Le panneau solaire thermique, chauffe-eau solaire individuel (CESI), est un dispositif fonctionnant à l’énergie solaire pour produire de la chaleur. Il est constitué de capteurs généralement installés sur le toit d'une maison. La chaleur est transportée au ballon d’eau chaude via un fluide caloporteur. 
La plupart du temps, la fixation des panneaux solaires se fait à l’aide d’une structure métallique qui supporte l’ensemble du dispositif en se plaçant par-dessus les tuiles déjà existantes. L’installateur étudie la meilleure position et la meilleure inclinaison des panneaux pour un rendement optimal.

Il existe deux principaux types de panneaux solaires thermiques :

• Les panneaux solaires à circulation naturelle utilisent la gravité pour faire circuler le fluide caloporteur dans les capteurs solaires et dans le ballon d'eau chaude. 
• Les panneaux solaires à circulation forcée utilisent un circulateur pour faire circuler le fluide caloporteur dans les capteurs solaires et dans le ballon d'eau chaude. 

Le choix du type de panneaux solaires va être dépendant du type de toiture que possède votre maison ainsi que du budget que vous souhaitez consacrer à la production de votre eau chaude.
Les panneaux solaires à circulation naturelle sont moins chers que les panneaux solaires à circulation forcée, mais ils sont également moins performants. Ils sont donc adaptés aux maisons dont la toiture est bien orientée vers le sud et qui ne nécessitent pas une production d'eau chaude importante.

Les panneaux solaires à circulation forcée sont plus performants que les panneaux solaires à circulation naturelle, mais ils sont également plus chers. Les panneaux solaires à circulation forcée s’adaptent à tout type de toiture, indépendamment de l’orientation ou encore pour les foyers qui ont besoin d'une production d'eau chaude plus importante.

Opter pour l’installation d’un chauffe-eau solaire est une solution écologique et économique pour alimenter son foyer en eau chaude sanitaire. Le chauffe-eau solaire individuel présente de nombreux avantages dont : 

Une production d'eau chaude sanitaire écologique

Le premier avantage du panneau solaire pour l’eau chaude est la possibilité de produire de manière écologique. Contrairement aux chaudières à bois ou à gaz, le panneau solaire pour l’eau chaude fonctionne à l'énergie du soleil pour chauffer l'eau. L'énergie solaire est une énergie renouvelable et inépuisable, ce qui signifie qu'elle ne s'épuisera jamais. Elle est également une énergie propre, qui ne produit pas de pollution.

L'utilisation des panneaux solaires thermiques permet donc de réduire l'impact environnemental de la production d'eau chaude sanitaire. Cela contribue ainsi à la lutte contre le changement climatique.

Une réduction des factures d'énergie

Les panneaux solaires thermiques permettent de réduire les factures d'énergie, notamment la facture d'électricité. En effet, ils permettent de chauffer l'eau chaude sanitaire sans avoir recours à des énergies fossiles, comme le gaz ou l'électricité.
On estime qu’en moyenne, les panneaux solaires thermiques permettent de réduire la facture d'énergie de 30 à 60 %.
Le coût de l'installation des panneaux solaires thermiques est donc amorti sur plusieurs années, grâce aux économies d'énergie réalisées.

Une solution durable

Si la chaudière doit être entretenue tous les ans et a une durée de vie de 15 ans environ, les panneaux solaires pour l’eau sanitaire, quant à eux, peuvent être performants plus de 20 ans. Cette durée de vie est due à la qualité des matériaux utilisés pour la fabrication des panneaux solaires thermiques. Ces matériaux sont résistants aux intempéries et aux UV, ce qui leur permet de conserver leurs performances au fil du temps.

Un confort d'utilisation

L’installation solaire thermique permet de disposer d’eau chaude de manière totalement indépendante. En effet, contrairement à un chauffe-eau thermodynamique par exemple, les panneaux solaires ne nécessitent aucune énergie complémentaire pour fonctionner. Même en cas de coupure de courant, le système reste parfaitement opérationnel. De plus, l’installation du kit d’eau solaire est simple et rapide et ne demande que très peu d'entretien. Un nettoyage une fois par an est suffisant.

Une solution esthétique

Tout comme les panneaux photovoltaïques, les panneaux solaires sont installés sur le toit de votre maison. Ils peuvent donc avoir un impact sur l'aspect esthétique de votre habitation.

Il existe aujourd'hui une large gamme de panneaux solaires thermiques, disponibles dans différents coloris et designs. Il est donc possible de trouver des panneaux solaires qui s'intègrent harmonieusement à l'architecture de votre maison.
En outre, les panneaux solaires thermiques sont de plus en plus discrets. Les nouvelles technologies permettent de produire des panneaux solaires plus fins et plus légers, qui sont moins visibles sur le toit.

Des aides financières pour la mise en place d'installations solaires thermiques

Afin de promouvoir la Transition Énergétique, l’Etat et les collectivités mettent en place d’aides et de subventions pour amortir le prix du dispositif.
Parmi les différentes aides, vous pouvez prétendre à : 
 

Le chauffe-eau solaire individuel utilise l’énergie solaire pour la convertir en chaleur et la transporter jusqu’au ballon d’eau chaude. Pour fonctionner, le dispositif doit être composé : 

• De capteurs solaires thermiques
• D’un fluide caloporteur
• D’un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire

Les capteurs solaires thermiques

Les capteurs solaires thermiques sont les éléments qui captent l’énergie solaire. Ils sont généralement constitués d’une plaque en métal noir, qui absorbe la chaleur du soleil, et d’un fluide caloporteur, qui transporte la chaleur.

La plaque en métal noir est recouverte d’une couche de verre, qui protège la plaque contre les intempéries et les UV. La plaque en métal noir est également recouverte d’une couche d’isolant, qui empêche la chaleur de s’échapper.
En frappant sur le capteur solaire thermique, les UVs réchauffent le fluide caloporteur. 
 

La circulation du fluide caloporteur

Le fluide caloporteur est un liquide (eau ou huile) ou un gaz qui circule dans les capteurs solaires. 
Le fluide peut être de diverse nature : 
De l’eau : L’eau est le fluide caloporteur le plus courant. Elle est peu coûteuse et facile à trouver
De l’huile : L'huile est un fluide caloporteur plus efficace que l'eau. Elle est également plus stable à haute température.
Du gaz : Plus cher que les précédents, mais plus performant
Des sels : Les sels sont très efficaces pour transporter la chaleur

Le fluide caloporteur est chauffé par l'énergie solaire, qui est absorbée par la plaque en métal noir.

Le fluide caloporteur chaud est ensuite transporté vers le ballon d'eau chaude, où il transmet sa chaleur à l'eau. Une fois, le fluide refroidi, il repart vers les panneaux solaires pour produire de l’eau chaude.
Une pompe est nécessaire pour mettre en circulation le fluide caloporteur. La pompe est généralement alimentée par l'énergie solaire, grâce à des panneaux solaires photovoltaïques.

Le stockage de l'eau chaude et sa distribution au sein du foyer

Lorsque l’eau chaude produite par les capteurs solaires est suffisante, elle est stockée dans le ballon d’eau chaude. L’eau chaude est stockée dans la cuve du ballon, qui est isolée pour conserver la chaleur. L’eau chaude du ballon d’eau chaude est ensuite distribuée au sein du foyer par le circuit d’eau chaude. 

Il existe différents types de panneaux solaires thermiques produisant de l'eau chaude. Le choix du type de panneau solaire thermique dépend de plusieurs facteurs, notamment le budget, l'emplacement et l'entretien.
Parmi les modèles de systèmes fonctionnant à l'énergie solaire thermique, il est possible d’opter pour : 

• Les capteurs plans : Les capteurs plans sont constitués d'une plaque en métal noir, sur laquelle est appliquée une couche d'absorbeur. Le fluide caloporteur circule sur la plaque en métal noir. Les capteurs plans sont moins chers que les capteurs à tubes sous vide. Ils sont également plus faciles à installer, car ils ne nécessitent pas de montage complexe
• Les capteurs tubulaires : Les capteurs à tubes sous vide sont constitués d'un ensemble de tubes en verre sous vide, dans lesquels circule le fluide caloporteur. Les tubes sous vide permettent de conserver la chaleur du soleil de manière efficace
• Les capteurs à tubes sous vide hybrides : Les capteurs à tubes sous vide hybrides combinent les avantages des capteurs plans et des capteurs à tubes sous vide. Ils sont plus efficaces que les capteurs plans et plus durables que les capteurs à tubes sous vide

Lors de l’étude de faisabilité de votre projet d’installation de chauffe-eau individuel, le professionnel vous renseignera sur le choix de capteurs le plus approprié à vos besoins.
 

Le cas du système solaire combiné

Le système solaire combiné (SSC) est une installation solaire thermique qui permet de produire de l'eau chaude sanitaire et de chauffer l'eau du chauffage central. Le SSC est composé de deux éléments principaux :

• Les capteurs solaires : les capteurs solaires captent l'énergie du soleil et la convertissent en chaleur
• Le ballon d'eau chaude : le ballon d'eau chaude stocke l'eau chaude produite par les capteurs solaires

Le SSC peut être utilisé pour remplacer entièrement le système de chauffage central ou pour le compléter.
 

L’installation de panneaux solaires pour avoir de l’eau chaude comporte plusieurs étapes.

1. Dans un premier temps, le professionnel que vous aurez choisi va procéder à l’installation de capteurs solaires thermiques sur votre toiture. La surface de l’installation aura été déterminée en amont de ces travaux.
2. Si cela est nécessaire, le professionnel installe ensuite un nouveau ballon d’eau chaude.
3. Enfin, la dernière étape consiste en la pose d’un circuit pour le transport du fluide véhiculant la chaleur jusqu’au ballon de stockage. 1

 
Bon à savoir : Avant d’installer votre chauffe-eau individuel, il vous faudra déposer une déclaration de travaux auprès de votre commune de résidence. Ceci s’explique par le fait que vos panneaux solaires entraîneront une modification de l’aspect de votre toiture. Vous aurez également besoin de l’accord d’un architecte des Bâtiments de France si votre logement se trouve dans un site classé. Si vous habitez au sein d’un lotissement ou d’une copropriété, n’oubliez pas de vous informer quant aux règles applicables (notamment pour les couleurs ou encore pour l’aspect de vos panneaux solaires). TotalEnergies se charge des démarches pour vous. 

Sachez qu’en règle générale, les installations de panneaux solaires mesurent 1,8 m².  Il faut 15 m² pour mettre entre 8 et 10 panneaux. Le nombre de panneaux solaires pour eau chaude dépend de vos besoins.

Déterminer vos besoins

Avez-vous besoin de panneaux solaires pour votre eau chaude uniquement, ou également pour votre chauffage, voire votre électricité ? Prenez le temps d’y réfléchir, car les installations ne seront pas du tout les mêmes.

Imaginons que votre famille compte quatre membres, et que vous vouliez seulement chauffer votre eau. Avec un ballon contenant entre 200 et 300 litres d’eau, vous aurez besoin de 2 à 5 m² de panneaux.

Si vous souhaitez vous chauffer, il faudra prévoir une installation d’une surface pouvant aller jusqu’à 30 m².

Vous souhaitez une production mixte ? Dans ce cas, partez sur une installation de 15 m².

L’emplacement de votre logement

Votre installation nécessitera d’autant moins de panneaux solaires que vous vivrez dans une région ensoleillée. Ainsi, si on reprend l’exemple de la famille de 4 personnes, 2 ou 3 m² de panneaux solaires suffiront à Marseille, là où il en faudra 4 ou 5 m² à Lille.

Les panneaux solaires thermiques sont des équipements durables, mais ils nécessitent un entretien régulier pour garantir leur bon fonctionnement et leur longévité.
Il est conseillé de faire entretenir vos panneaux tous les ans par un professionnel. La maintenance des panneaux solaires thermiques comprend : 

• Le nettoyage des capteurs : les capteurs solaires doivent être nettoyés régulièrement pour éliminer la saleté et les dépôts qui peuvent réduire leur efficacité. Le nettoyage peut être effectué à l'eau claire ou avec un produit nettoyant doux
• Le contrôle de la pression du fluide caloporteur pour s'assurer qu'elle est conforme aux recommandations du fabricant
• Le contrôle de l'étanchéité

En effectuant un entretien régulier, vous pouvez contribuer à réduire vos dépenses énergétiques et vos émissions de gaz à effet de serre.