Le soleil est une source d’énergie inépuisable et gratuite. Avec l’utilisation des panneaux solaires, il est devenu possible de capter les rayons du soleil pour chauffer son eau chaude pour des besoins domestiques, commerciaux et industriels, et tout cela grâce au chauffe-eau solaire. Alors, comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?
Un chauffe-eau solaire est tout simplement un moyen qui fournit de l’eau chaude à votre maison en utilisant le soleil comme combustible pour chauffer l’eau.
Le fonctionnement chauffe-eau solaire consiste à utiliser des capteurs installés sur le toit de votre maison ou au sol dans votre jardin afin de transformer l’énergie solaire en énergie thermique.
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Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?
Un chauffe-eau solaire se compose de 2 éléments principaux : des capteurs solaires, et un ballon qui contient l’eau froide.
Chauffe-eau solaire: Comment ça marche ?
Des panneaux solaires, généralement placés sur le toit de l’habitation ou dans le jardin, captent le rayonnement solaire et le transforment en énergie thermique. Dans le panneau solaire thermique, l’eau ou un liquide caloporteur est chauffé sous l’action du soleil.
Ensuite, ce liquide part vers le chauffe-eau en le traversant dans un serpentin et diffusant la chaleur qu’il a stockée et enfin, il remonte vers le panneau. Lors du mauvais temps, une énergie d’appoint prend le relais.
De quoi est constitué un chauffe-eau solaire ?
Un chauffe-eau solaire n’est pas certainement un bloc spécial qui produit de l’eau chaude, mais il est l’ensemble d’éléments qui absorbent la lumière au moyen d’un capteur placé sur un toit en la convertissant en chaleur. Un chauffe-eau solaire est essentiellement composé des éléments suivants :
- Des capteurs solaires thermiques (pour collecter l’énergie solaire)
- Un réservoir de stockage d’eau (pour stocker l’eau chaude)
- Un circuit primaire
- Echangeur de chaleur
- Accessoires ( Pompe ou circulateur, régulation )
- Le chauffage dappoint
Principe de fonctionnement de chauffe-eau solaire :
Le fonctionnement d’un chauffe eau solaire passe par les étapes suivantes :
Première étape : Capter l’énergie solaire
Le capteur étant la partie visible de l’installation ( placé généralement en toiture mais peut aussi être installé en façade ou dans le jardin). Ce dernier renferme l’absorbeur qui est sous forme d’une plaque et de tubes métalliques noirs, qui absorbe le rayonnement solaire et le transmet au fluide caloporteur (transporteur de chaleur) qui le traverse.
Deuxième étape : La circulation de l’énergie solaire du capteur au ballon
Après quelques instants passés au soleil, la température du capteur augmente. Cette chaleur est transférée au fluide caloporteur, puis dirigée vers le réservoir de stockage sous l’action d’un circulateur. Dans ce réservoir ou le ballon, le fluide passe dans un serpentin afin de transmettre sa chaleur à l’eau par simple contact.
Après la transmission de sa chaleur, le fluide caloporteur retourne au capteur où il se réchauffe à nouveau et revient ensuite vers le réservoir de stockage pour fournir l’énergie supplémentaire que le soleil lui aura ainsi donnée et ainsi de suite. C’est en quelque sorte un circuit fermé effectué par le liquide caloporteur.
Troisième étape : Le transfert de la chaleur à eau au ballon
Le ballon de stockage ou le réservoir contient une quantité d’eau suffisante au confort du ménage. Ce ballon est sous forme d’une cuve métallique, placée verticalement et elle doit être bien isolée, afin de conserver au mieux les quantités de chaleur ( calories) captées.
Une fois le circuit du fluide est fermé et refroidi, il va se réchauffer à nouveau dans le capteur solaire. On est ici devant une énergie renouvelable: celle du soleil.
Quatrième étape : Conservation de l’eau chaude au ballon
Le ballon solaire ou le réservoir stocke l’eau chaude et se vide et se remplit en fonction des besoins des usagers.
NB : Lors du mauvais temps, un système d’appoint prend le relais.
Ce système d’appoint consiste à assurer le confort d’avoir de l’eau chaude à tout moment et en quantité suffisante. C’est souvent le cas en hiver ou en cas de grandes demandes d’eau chaude sanitaire. Le chauffe-eau solaire est alors complété par un système d’appoint qui fournit la chaleur supplémentaire nécessaire.
Les avantages d’un chauffe-eau solaire
Pourquoi vous devez opter pour un chauffe-eau solaire ?
Bien qu’il soit un dispositif qui produit de l’eau chaude sanitaire grâce à de l’énergie gratuite, le chauffe-eau solaire est un système révolutionnaire muni de divers avantages.
Le chauffe-eau solaire s’accompagne généralement d’un système d’appoint, ce dernier est un dispositif supplémentaire permettant de subvenir à tous les besoins en eau chaude même lors du mauvais temps (en hiver par exemple). Ce système d’appoint peut fonctionner avec tous les systèmes traditionnels de chauffage de l’eau, que ce soit leur source : Gaz, Électricité, Mazout ou même le bois.
Faites des grandes économies grâce au chauffe-eau solaire
L’installation d’un chauffe-eau solaire est d’abord un choix écologique, mais c’est aussi un choix raisonnable et logique. L’énergie solaire est gratuite et inépuisable pour toujours.
Une fois que vous aurez investi dans les coûts d’installation d’un chauffe-eau solaire, vous commencerez à récupérer cet argent sous forme d’énergie gratuite. Un hébergement typique verra en moyenne une réduction d’au moins 60 % de la consommation d’électricité pour le chauffage de l’eau. Cependant, si vous vivez dans un endroit qui reçoit beaucoup de soleil, vous pourrez constater une diminution de 90 % de votre facture de chauffage de l’eau.
Qui ne voudrait pas faire une économie et rentabilité en même temps ?
Aides financières pour installer votre chauffe-eau solaire !
Le chauffe-eau solaire représente en soi un investissement, et pour vous aider à financer son installation coûteuse, des aides financières peuvent vous être attribuées, sauf qu’il faudra faire appel à un professionnel RGE (Reconnu garant de l’environnement) pour les demander.
Ces subventions de l’Etat sont :
-La Prime Énergie Monexpert
Permet de prendre en charge des travaux de rénovation énergétique réalisés dans une résidence principale ou secondaire, cette dernière doit être construite de plus de 2 ans et située en France métropolitaine. Son montant varie selon le revenu fiscal de référence(RFR) et les travaux menés.
-MaPrimeRénov’
Cette subvention fait partie des aides de l’Agence nationale de l’habitat (ANAH). Elle est ouverte à tous sous certaines conditions: la résidence doit être une résidence principale, située en France et construite depuis plus de 15 ans.
Le montant de cette subvention est modulé selon les revenus du foyer et la nature des travaux. De plus, elle doit être demandée avant le début des travaux et elle sera versée à la fin des travaux.
-L’Éco Prêt à taux Zéro
C’est un crédit bancaire avec un taux d’intérêt de 0%, qui sert à financer des travaux de rénovation énergétique en France. Son montant maximal est de 30 000 € et sa condition est d’avoir un logement principal construit depuis plus de 2 ans.
-La TVA à taux réduit à 5,5%
La TVA à 5,5% s’applique aux travaux de rénovation énergétique tels que : isolation thermique, remplacement d’un système de chauffage, installation et entretien de matériaux.. Elle s’applique directement sur la facture.
Pour bénéficier de ces aides financières pour l’installation du chauffe-eau solaire, tous vos travaux de rénovation doivent obligatoirement être réalisés par un professionnel RGE.
Bien entendu, s’il a beaucoup d’avantages, le chauffage solaire a aussi ses inconvénients. L’inconvénient du chauffe-eau solaire le plus remarqué est son investissement qui est un peu coûteux. Un chauffe-eau solaire classique coûte environ 3000 à 6000 euros.
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Les types de chauffe-eau solaire
Il existe une panoplie de chauffe-eau solaires sur le marché adaptés aux besoins de chaque foyer. Parmi ceux-ci on retrouve :
Le chauffe-eau solaire individuel (CESI)
Ce modèle est particulièrement dédié à l’habitation individuelle avec un ensemble simple d’élément composé d’un capteur à eau chaude, un réservoir de stockage et les liaisons de tubes nécessaires. Il permet de couvrir jusqu’à 80 % de la production d’eau chaude.
Le chauffe-eau combiné ou système solaire combiné (SSC)
Ce type quant à lui est un appareil de chauffage domestique ainsi que de production d’eau chaude sanitaire. Cette double fonctionnalité est la principale différence qui le distingue du chauffe-eau solaire individuel (CESI) qui permet seulement de réchauffer l’eau. Le chauffe-eau combiné permet de couvrir les besoins en eau chaude et chauffage d’une habitation, tout en faisant des économies d’énergie.
Le système solaire hybride
C’est un système qui combine le système photovoltaïque ( pour la production d’électricité) avec une énergie solaire thermique (pour la production de l’eau chaude). Le système solaire hybride génère donc simultanément de l’électricité et de la chaleur.
Installation et entretien de chauffe-eau solaire
L’Installation et entretien de votre chauffe-eau solaire doivent être réalisés par un professionnel afin d’éviter les pannes et dysfonctionnements.
L’installation de chauffe-eau solaire :
Pour pouvoir installer un chauffe-eau solaire, il n’est pas obligatoire d’habiter dans le sud de France, il suffit de disposer d’un espace bien ensoleillé (toit ou jardin…). Pour être sûr de la qualité de l’installation, il est fortement recommandé de faire appel à un installateur certifié.
En gros, le déroulement de l’installation du chauffe-eau solaire passe par les étapes suivantes :
- Pose des panneaux solaires thermiques
Afin d’assurer un bon rendement, les panneaux solaires thermiques doivent être installés sur le toit et orientés vers le sud pour recevoir un maximum d’ensoleillement. Le toit doit être en mesure de supporter le poids des panneaux (Un seul panneau solaire thermique pèse entre 30 et 50 kg).
- Pose des canalisations
Celles-ci permettent de connecter les panneaux solaires thermiques et le ballon de stockage, avec un tuyau qui achemine la chaleur vers le réservoir et un autre qui renvoie le fluide vers les panneaux. Ces canalisations doivent être plus courtes et bien isolées pour limiter les pertes de chaleur.
- Installation du réservoir et du système d’appoint
Le ballon ou réservoir de stockage contient l’eau chaude que vous utilisez pour vos appareils ménagers. Il doit être installé près des panneaux solaires thermiques, à nouveau pour limiter les pertes de chaleur et optimiser le rendement du système.
Parallèlement, Il faut installer un chauffage d’appoint dédié pour les moments où l’énergie solaire ne suffit pas à fournir assez d’eau chaude. Ce chauffage est généralement intégré au chauffe-eau solaire.
- Connexion du circuit d’eau chaude à la chaudière d’appoint
Si vous optez pour l’appoint avec une chaudière, la dernière étape consiste à relier celle-ci au circuit chaud du chauffe-eau solaire. C’est là où on installe un serpentin en cuivre dans le réservoir, qui sert d’échangeur de chaleur et qui est relié à la chaudière.
Le prix de l’installation d’un chauffe-eau solaire dépend de la capacité de stockage du ballon et du nombre de panneaux solaires thermiques. Et selon l’ADEME, pour l’installation d’un chauffe-eau solaire avec ces capteurs, il faut compter entre 900 et 1700€/m² de capteur. Soit pour une famille de 4 personnes, le budget s’élèvera entre 3600 et 6800€.
L’entretien du chauffe-eau solaire
Le chauffe-eau solaire est conçu pour durer, au minimum, une vingtaine d’années. Mais pour cela, il nécessite un entretien régulier. La maintenance du chauffe-eau solaire doit être réalisée tous les 3 à 5 ans. Cependant, un nettoyage annuel est recommandé. Un premier entretien pourra être effectué dans les 5 mois suivant l’installation du chauffe-eau solaire.
L’entretien du chauffe-eau solaire peut se faire en soi, mais si vous ne disposez pas des outils nécessaires, vous pouvez tout simplement faire appel à des contrats de maintenance. En choisissant cette alternative, vous vous assurez d’obtenir toujours le meilleur rendement pour votre installation et de rentabiliser votre investissement initial.
Lors de l’entretien annuel de votre chauffe-eau solaire, ces opérations pourront être réalisées :
-Vérification de l’exposition des capteurs
-Nettoyage des capteurs solaires
-Contrôle de la pression du fluide caloporteur
-Vérification du fonctionnement des pompes
-Nettoyage du circuit hydraulique
-Contrôle de l’absence de fuites
En gros, la meilleure solution pour ne rien oublier, et assurer un entretien de qualité du chauffe-eau solaire est de faire appel à un technicien confirmé.
Conclusion
Le chauffage et le refroidissement représentent près de la moitié de la consommation d’énergie mondiale, sauf que la majeure partie de l’utilisation d’énergie est générée à partir de combustibles fossiles. Avec la baisse des coûts des énergies renouvelables, le système solaire est devenu particulièrement très attractif pour le chauffage de l’eau.
Tout comme les autres technologies d’énergie renouvelable, le chauffe-eau solaire a pour rôle de réduire les émissions de gaz à effet de serre, d’améliorer les soins de santé et d’économiser la facture d’eau chaude jusqu’à 80 % : c’est une solution économique, performante et durable.
