Chauffe-eau solaire sur toit

ÉNERGIE PHOTOVOLTAÏQUE

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Chauffe-eau solaire individuel : fonctionnement, prix et conseils

Par Nicolas F

Publié le 17/01/2023

À l’heure où tous les prix augmentent, il est bon de pouvoir compter sur l’énergie solaire qui, elle, demeurera toujours gratuite ! Le saviez-vous ? 2 panneaux solaires installés sur le toit de votre maison suffisent à produire suffisamment d’eau chaude sanitaire pour couvrir les besoins d’une famille de 4 personnes. Au programme, TUCOENERGIE vous fait découvrir l’intérêt, les avantages et le prix du chauffe-eau solaire individuel. En prime, nous vous délivrons quelques conseils pour optimiser votre installation.

Pourquoi produire de l’eau chaude avec un chauffe-eau solaire ?

Pour ou contre l’installation d’un chauffe-eau solaire individuel (CESI) ? Est-ce réellement une valeur sûre ? Zoom sur les avantages et inconvénients de cet appareil.

Les avantages du CESI

Le chauffe-eau solaire thermique présente 4 principaux avantages :

  • 1. C’est un système écologique. L’appareil consomme très peu d’électricité et ne rejette pas de gaz à effet de serre. De plus, l’énergie solaire est renouvelable à l’infini et disponible partout.
  • 2. C’est une solution très économique. Le chauffe-eau solaire couvre 50 à 80 % des besoins annuels d’eau chaude sanitaire d’un logement. En été, il assure la totalité des besoins et permet d’éteindre sa chaudière ou son cumulus électrique.
  • 3. C’est un équipement fiable, qui requiert peu d’entretien et avec une durée de vie importante. Comptez de 20 à 30 ans pour les capteurs, 15 à 20 ans pour le ballon et environ 10 ans pour le circulateur, les sondes de température et la régulation.
  • 4. C’est un appareil performant, qui est éligible à de nombreuses aides financières, à condition de faire appel à un professionnel qualifié RGE (Reconnu garant de l'environnement).

Les inconvénients du CESI

Revers de la médaille, le chauffe-eau solaire présente également quelques inconvénients :

  • 1. Son prix, qui est plus coûteux que celui d’un chauffe-eau thermodynamique ou d’un cumulus électrique.
  • 2. Son rendement, qui varie selon les conditions météorologiques et le niveau d’ensoleillement de votre région. Le soleil est toujours plus présent dans le sud de la France que dans le nord. De plus, en hiver, ou pendant les jours pluvieux, un appoint est nécessaire.
  • 3. Son exposition aux intempéries. Pensez à faire assurer vos panneaux solaires contre le risque de grêle.
  • 4. Ses démarches administratives. Une déclaration en mairie est obligatoire, car vous modifiez potentiellement l’aspect de la maison. Si votre logement est situé dans une zone « classée historique », il vous faudra également obtenir l’accord des Architectes des bâtiments de France (ABF).

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Comment fonctionne un chauffe-eau solaire individuel ?

Le principe de fonctionnement d’un chauffe-eau solaire est d’une extrême simplicité :

  • 1. Des panneaux solaires thermiques, dans lequel circule un fluide caloporteur (eau + antigel), sont placés sur la toiture ou sur un mur de votre maison, voire directement au sol.
  • 2. Le fluide absorbe la chaleur et s’échauffe, sous l’effet du rayonnement solaire. Il est à noter que la couleur foncée des capteurs augmente leur pouvoir d’absorption. En moyenne, 90 % de l’énergie solaire est transmise au fluide.
  • 3. L’eau se réchauffe et se met en mouvement. En effet, la variation de température d’un liquide fait varier sa masse volumique (principe du « thermosiphon »). Pour faire simple, l’eau chaude plus légère que l’eau froide la pousse en direction du ballon de stockage. Toutefois, le fonctionnement d’un circulateur (pompe) s’avère souvent nécessaire pour accélérer cette circulation.
  • 4. Le fluide chaud transmet ses calories grâce à un échangeur de chaleur (serpentin) situé dans le bas du ballon d’eau chaude. La température est contrôlée par des sondes et régulée par une vanne à 3 voies qui mitige l’eau chaude avec de l’eau froide afin d’obtenir la température de consigne souhaitée (environ 55 °C).

Pour les jours sans soleil, et surtout sans rayons UV, un système d’appoint est nécessaire. Il peut être réalisé par l’intermédiaire d’une résistance électrique intégrée, d’une chaudière raccordée, d’un ballon séparé ou d’un cumulus électrique indépendant.

Quel chauffe-eau solaire thermique choisir ?

Faire le bon choix de chauffe-eau solaire revient à prendre 3 décisions : sélectionner une technologie, un type de capteurs et une solution d’implantation des panneaux.

La technologie du ballon solaire

Il existe principalement 4 types de chauffe-eau solaire :

  • 1. CESI en thermosiphon monobloc. Pour faciliter la circulation du fluide sans recours à un circulateur électrique, le ballon est placé à l’extérieur de la maison au-dessus des panneaux. Ainsi, il profite également du rayonnement solaire. Toutefois, en cas de faible ensoleillement et par temps froids, il se refroidit rapidement. Cette solution, peu répandue en France, est à privilégier dans les pays chauds.
  • 2. CESI en thermosiphon avec éléments séparés. Là encore, la circulation du fluide est réalisée de manière naturelle, et donc sans électricité. Le ballon est en revanche installé à l’intérieur du logement.
  • 3 CESI en circulation forcée. Un circulateur entraîne et accélère la circulation du fluide.
  • 4. CESI autovidangeable. Plus écologiques, les capteurs qui contiennent de l’eau sans glycol (antigel) s’autovidangent si la température du fluide n’atteint pas une chaleur suffisante pour produire de l’eau chaude. Ainsi, le risque de gel et de corrosion des panneaux est évité !

Le type de capteurs solaires

Les rayons du soleil peuvent être captés de 4 façons différentes :

  • 1. Avec des capteurs plans non vitrés. Souples et extrêmement légers, ils sont faciles à poser. Néanmoins, comme la température atteinte dépasse rarement les 30 °C, ils se prédestinent plus au chauffage d’une piscine.
  • 2. Avec des capteurs plans vitrés. C’est la méthode la plus courante. Le vitrage amplifie le rayonnement solaire et fait monter la température du fluide de 50 à 80 °C, et même jusqu’à 90 °C dans le cas de capteurs à double vitrage.
  • 3. Avec des capteurs sous vide. Leur forme de tubes augmente considérablement leur surface d’échange thermique avec les rayons UV du soleil. Ce système à haut rendement permet d’atteindre une température de fluide souvent supérieure à 100 °C.
  • 4. Avec des capteurs mixtes. Pratique, cet équipement est la combinaison de panneaux solaires photovoltaïques et thermiques. Ce concept est très ingénieux, car le fluide contenu dans son circuit fermé en bas du panneau est réchauffé grâce à la chaleur dégagée par les capteurs photovoltaïques. Ainsi, vous produisez simultanément de l’eau chaude et de l’électricité.

L’implantation des panneaux

L’implantation des capteurs solaires peut être effectuée en toiture, sur le mur d’une façade bien exposée ou directement au sol, et donc plus précisément soit :

  • Incorporée à la couverture, avec la réalisation d’un chevêtre. Les panneaux assurent alors le rôle d’étanchéité ;
  • Semi-incorporée, c’est-à-dire posée sur un bac support ;
  • Posée sur un châssis indépendant, directement prévu avec la bonne inclinaison.

Bon à savoir :

Ce qui importe, c’est surtout que l’emplacement soit parfaitement ensoleillé et exempt de masques solaires (ombres). Une orientation sud ou sud-ouest est idéale ! D’autre part, l’inclinaison des capteurs solaires améliore également le rendement de production de l’eau chaude sanitaire. Elle est généralement comprise entre 20 et 60°. Elle est optimale à 45° en métropole.

À qui confier l’installation de son chauffe-eau solaire ?

L’installation d’un chauffe-eau solaire est une opération délicate. Tout d’abord, il faut être en mesure de dimensionner la surface des capteurs et le volume de ballon en fonction des besoins en eau chaude sanitaire. Ensuite, il faut prendre en compte le poids des capteurs et vérifier que leur implantation ne génère pas une surcharge trop importante pour la structure qui les reçoit. Enfin, il faut vérifier la présence de masques solaires sur les panneaux et simuler informatiquement leur impact pour une efficacité énergétique optimale.

Pour obtenir la garantie d’un travail bien réalisé, qui respecte les règles et les avis techniques, faites toujours appel à un professionnel RGE Qualisol pour vos travaux d’installation de chauffe-eau solaire.

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Quel est le coût d'achat et d'installation d'un chauffe-eau solaire ?

Selon l’ADEME (Agence de la transition écologique), il faut compter entre 900 et 1 700 € par m² de capteurs solaires thermiques, installation comprise. Sachant qu’un panneau fait entre 2 et 2,5 m² et qu’il en faut 2 pour alimenter un ballon d’eau chaude sanitaire de 200 à 300 litres, le prix de l’installation d’un CESI est donc compris entre 3 600 et 8 500 €.

Quelles aides pour réduire le prix d'un chauffe-eau solaire ?

Si votre logement a au moins 2 ans d’ancienneté (ou 15 ans pour les dispositifs MaPrimeRénov’) et que faites appel à un professionnel RGE, vous pouvez bénéficier :

  • D’une prime de 2 000 à 4 000 €, variable selon vos revenus, avec MaPrimeRénov’ ;
  • De 25 à 50 % de subventions, à condition de ne pas dépasser les plafonds de revenus modestes de l’Anah (Agence nationale de l’habitat) et d’ajouter d’autres travaux, comme une isolation des murs par l’extérieur ou de la toiture, l'installation d'une pompe à chaleur, etc. ;
  • D’un éco-prêt à taux 0 (éco-PTZ) de 15 000 € maximum ;
  • D’une TVA réduite à 5,5 % ;
  • D’une remise sur facture, d’un bon d’achat, d’un prêt à taux faible ou de conseils gratuits, avec les aides CEE (Certificats d’économies d’énergie).

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FAQ

Chauffe-eau électrique solaire ou thermodynamique : que choisir ?

Le chauffe-eau solaire (CESI) et le chauffe-eau thermodynamique (CET) sont tous 2 des équipements de production d’eau chaude sanitaire à énergie renouvelable très performants. Le premier utilise les rayons du soleil alors que le second capte l’énergie naturellement présente dans l’air. Pour savoir quel appareil est le plus économique et adapté à votre logement, il est nécessaire de réaliser une étude de faisabilité. En fonction de la configuration de votre maison (exposition, zone géographique, etc.) et de vos besoins en eau chaude, le professionnel saura vous orienter vers la meilleure solution !

Qui peut installer un chauffe-eau solaire ?

Pour une installation conforme aux « règles de l’art » (normes DTU) et éligible aux aides financières à la rénovation, il est fortement recommandé de toujours faire appel à un professionnel certifié RGE Qualisol (Reconnu garant de l’environnement).

Comment réaliser l'entretien d'un chauffe-eau solaire ?

Le chauffe-eau solaire ne demande que peu d’entretien. Il est toutefois nécessaire de faire contrôler annuellement par un professionnel le bon état des capteurs solaires et du fluide caloporteur. D’autre part, un nettoyage du ballon solaire environ tous les 3 ans est recommandé pour maintenir son bon fonctionnement et une efficacité optimale.

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