Panneau solaire thermique : ce qu’il faut savoir

Les temps changent et la transition énergétique est en marche. Pour passer à l’action et faire sa part pour l’environnement, pourquoi ne pas investir dans des panneaux solaires thermiques ? Ils permettent de produire de l’eau chaude et du chauffage proprement et durablement. Fonctionnement, avantages, inconvénients, installation… on vous dit tout sur ce système !

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

Un panneau solaire thermique est un système qui récupère l’énergie solaire pour la convertir en chaleur. Ce capteur solaire prend généralement la forme d’une surface plane et existe en différentes technologies. Les panneaux solaires thermiques produisent de l’eau chaude sanitaire (ECS) et/ou du chauffage. Ils se distinguent des panneaux solaires photovoltaïques qui génèrent de l’électricité.

Comment fonctionne un panneau solaire thermique ?

Les capteurs solaires thermiques convertissent le rayonnement solaire en chaleur. Pour y parvenir, un fluide caloporteur, généralement de l’eau glycolée, circule sous le vitrage du panneau et emmagasine la chaleur provenant des rayons du soleil. Ce fluide en mouvement transmet ensuite la chaleur produite à un équipement de chauffage ou de production d’eau chaude sanitaire.

L’objectif principal est de capter la chaleur du soleil en exploitant trois phénomènes physiques :

• L’effet de corps noir : les panneaux sont de couleur noire car cette teinte absorbe efficacement la chaleur solaire.
• L’effet de serre : la chaleur captée a tendance à s’échapper sous forme d’infrarouges, il est donc nécessaire de la piéger en utilisant une vitre.
• L’effet isolant : pour préserver la chaleur captée, il est essentiel d’utiliser un panneau doté d’une excellente isolation thermique.

Les panneaux solaires thermiques peuvent être utilisés de différentes manières. D’une part, on peut s’en servir pour alimenter un chauffe-eau solaire individuel, permettant ainsi de produire de l’eau chaude pour les besoins quotidiens. D’autre part, ils peuvent également être intégrés à un système solaire combiné (SSC), qui assure à la fois le chauffage de l’espace intérieur et la production d’eau chaude sanitaire.

En utilisant des capteurs solaires thermiques, il est possible de profiter de l’énergie solaire pour répondre à une partie importante des besoins en chauffage et en eau chaude, ce qui contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) et à la transition vers une énergie plus propre et renouvelable.

Les différents types de capteurs thermiques

Il existe plusieurs variétés de capteurs solaires.

Les capteurs plans vitrés

Ce sont les plus couramment utilisés dans le secteur résidentiel. Ils se composent d’une plaque en métal noir qui absorbe le rayonnement solaire et est en contact avec les tubes contenant le fluide caloporteur. Un isolant résistant aux hautes températures est placé sous l’ensemble pour conserver la chaleur dans les tubes. Les tubes sont recouverts d’un vitrage en verre trempé pour les protéger et créer un effet de serre, permettant ainsi de chauffer davantage le fluide caloporteur.

Les capteurs plans non vitrés

Il s’agit de tubes en plastique ou en métal remplis d’eau et spécialement conçus pour absorber la chaleur du soleil de manière efficace. Ces tubes, bien que moins performants que d’autres systèmes de chauffage solaire, sont une solution économique pour chauffer une piscine, par exemple. Toutefois, il est important de noter que ces tubes sont plus sujets à la dégradation, car ils ne bénéficient pas de la protection d’une vitre.

Les capteurs tubulaires sous vide

Ils sont composés de plusieurs tubes en verre placés côte à côte. Une plaque métallique noire absorbe les rayons du soleil, tandis que l’air résiduel est évacué pour améliorer l’isolation et limiter les pertes de chaleur. Bien que ces capteurs soient plus coûteux, ils offrent des performances supérieures.

Les capteurs à air

Ils utilisent l’énergie solaire pour chauffer l’air, qui est ensuite distribué dans le logement. Grâce à leur fonctionnement sans liquide caloporteur, ces capteurs sont faciles à entretenir et présentent un rendement élevé, contribuant ainsi à la réduction des coûts énergétiques.

Avantages d’un panneau solaire thermique

• Réduction des factures d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre.
• Peut être intégré au système existant et facilement adaptable selon les besoins.
• Nécessite peu d’entretien.
• Matériaux solides et durables.

Inconvénients d’un panneau solaire thermique

• Nécessite un bon angle pour l’inclinaison et une exposition optimale aux rayons du soleil.
• Pas aussi efficace par temps nuageux.
• Peut être coûteux à l’achat.

Critères de choix d’un panneau solaire thermique

• La taille du système et le nombre de capteurs.
• L’orientation des panneaux et l’inclinaison optimale pour la région dans laquelle vous habitez.
• Les technologies disponibles sur le marché : vitrées ou non vitrées, sous vide ou à air.
• Le budget alloué au projet.
• La certification et les garanties offertes par le constructeur.
• Les aides financières disponibles pour l’installation.

Rendement d’un panneau solaire thermique

Le rendement moyen d’un panneau solaire thermique se situe entre 30 et 40 %. Le rendement d’un panneau solaire est un indicateur clé de son efficacité. Il représente la quantité d’énergie produite par rapport à la quantité d’énergie utilisée par le système. En d’autres termes, c’est le pourcentage de l’énergie solaire captée qui est convertie en énergie utilisable. Un rendement élevé signifie que le panneau solaire peut exploiter davantage l’énergie solaire disponible, maximisant ainsi ses performances et sa rentabilité.

Quelle surface de panneau faut-il installer ?

La surface des panneaux thermiques nécessaires pour une maison dépend de plusieurs critères :

• La superficie de votre maison : il est nécessaire de connaître la taille de votre maison pour déterminer la capacité du système solaire requis.
• Vos besoins : il est essentiel de déterminer si vous avez besoin d’une production d’eau chaude sanitaire seule, de chauffage seul ou des deux, afin de dimensionner correctement votre installation.
• Le niveau d’ensoleillement de votre lieu d’habitation : un bon ensoleillement est crucial pour maximiser l’efficacité de votre système solaire. Pour cela, il est recommandé de connaître le niveau d’ensoleillement moyen de votre région.
• L’orientation et l’inclinaison de votre toiture : l’orientation optimale pour les panneaux solaires est généralement plein sud, avec une inclinaison adaptée à votre latitude. Il est important de vérifier si votre toiture répond à ces critères pour une bonne performance.

En général, il est recommandé de prévoir entre 1 et 1,5 mètre carré de surface de panneau par personne.

Installation d’un panneau solaire thermique

L’installation des capteurs solaires thermiques peut se faire de deux manières : l’installation en circulation forcée et l’installation en thermosiphon. L’installation en circulation forcée est la plus courante. Grâce à une pompe, le fluide caloporteur traverse le capteur thermique pour récupérer les calories, puis il rejoint le ballon d’eau chaude pour les distribuer.

L’installation en thermosiphon repose sur le principe que l’eau chaude, étant plus légère que l’eau froide, circule naturellement à travers le capteur jusqu’au ballon de stockage. Il est cependant essentiel que le ballon d’eau chaude soit positionné plus haut que les capteurs thermiques. Un clapet anti-retour est également nécessaire pour éviter toute inversion du système.

L’orientation privilégiée des capteurs est une exposition plein sud, avec un angle d’inclinaison par rapport au sol de 45° à 50°.

Entretien d’un panneau solaire thermique

Les panneaux solaires requièrent peu d’entretien. Ils doivent être nettoyés simultanément avec la toiture afin d’assurer un rendement optimal. La présence de pollen ou de feuilles mortes sur le capteur peut réduire leur efficacité. L’objectif principal est de maximiser l’exposition directe des vitres ou des tubes au rayonnement solaire. Un autre aspect à surveiller est le niveau du liquide caloporteur. Les fabricants recommandent de faire appel à un installateur agréé tous les 5 ans environ pour une intervention appropriée.

Coût d’un panneau solaire thermique

Le tarif d’installation d’un système de panneaux solaires thermiques varie en fonction du type et de la taille des capteurs installés. Les prix peuvent ainsi varier entre 4.000 et 16.000 euros pour une installation complète avec la pose. Enfin, des aides sont également disponibles pour encourager l’utilisation des énergies renouvelables.

Aides financières

L’État propose des aides pour encourager l’installation d’un panneau solaire thermique chez les particuliers :

• Prime énergie CEE.
• MaPrimeRénov’.
• TVA réduite à 5,5 %.
• Éco-prêt à taux zéro.
• Aides locales.

En résumé, installer un panneau solaire thermique est une excellente manière de réduire ses factures d’énergie et son impact sur l’environnement. En outre, de nombreuses aides financières sont disponibles pour contribuer à la mise en place de ce type d’installation. Ce système est donc une solution économique pour fournir de l’eau chaude et du chauffage à votre foyer.