Les installations solaire thermique et les installations photovoltaïques utilisent le soleil comme source d'énergie de différentes manières : le solaire thermique produit de la chaleur, la technologie photovoltaïque du courant. Une installation solaire thermique est généralement utilisée pour préparer de l’eau chaude et, si nécessaire, agit comme support de chauffage. L’électricité produite par l'installation photovoltaïque peut être utilisée dans votre propre foyer ou peut être injectée dans le réseau électrique public.
Le système solaire thermique
Modernité et durabilité
Un système de chauffage solaire thermique utilise l'énergie gratuite du soleil pour chauffer le logement ainsi que l’eau chaude. Ce système est donc particulièrement efficace et respectueux de l'environnement. Dans cet article, découvrez les avantages d’un système solaire thermique, son fonctionnement, ses combinaisons ainsi que quelques conseils.
Comment se chauffer avec la force du soleil ? La réponse : le solaire thermique
Avec moins de 5 % des foyers français possédant des panneaux photovoltaïques, un chauffe-eau solaire ou un système solaire combiné (chauffage/eau chaude) en 2018, l’énergie solaire est encore peu utilisée mais de plus en plus souvent plébiscitée.
Les installations solaires thermiques, comme les installations photovoltaïques, utilisent toutes deux le soleil comme source d'énergie, mais pour des objectifs différents : le système solaire thermique produit de la chaleur, la technologie photovoltaïque produit, elle, de l’électricité qui peut être utilisée par le foyer ou être réinjectée dans le réseau public.
Lorsqu’il est installé dans le foyer, le système de chaleur solaire thermique vient souvent apporter de l’eau chaude sanitaire ou du soutien à un autre générateur de chaleur principal : généralement un appareil à combustion tel qu’un système de chauffage au gaz, au fioul ou au bois. Grâce à l’ajout du solaire thermique, cet appareil de chauffage principal fonctionne moins, afin de réduire l’empreinte carbone du foyer ainsi que les frais de chauffage.
Les capteurs solaires sont capables de convertir la lumière solaire en chaleur de manière aussi efficace en hiver qu'en été. Cependant, l'intensité du rayonnement solaire est sept à huit fois plus élevée en été, les capteurs solaires recueillent proportionnellement moins de chaleur solaire en hiver. Bien que la performance du chauffage solaire ne soit généralement pas suffisante pour répondre à l'ensemble des besoins de chauffage pendant la saison froide, elle reste utile en tant que complément pour le chauffage et la préparation d'eau chaude, en particulier pendant les demi-saisons.
Durable et économique
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Fonctionnement de l'énergie solaire thermique comme générateur de chaleur
Le principe de base du solaire thermique est très simple. Les capteurs solaires sur le toit convertissent le rayonnement solaire en chaleur. Il en existe deux types :
- Les capteurs solaires plats : les capteurs solaires plats utilisent une fine plaque de tôle avec des tubes soudés à l'intérieur pour capturer l'énergie solaire. Lorsque la lumière du soleil tape sur la plaque de tôle, elle se réchauffe, transférant la chaleur aux tubes. Ces tubes contiennent un fluide caloporteur (de l'eau ou eau + antigel), qui chauffe à son tour. Un revêtement spécial appliqué sur la plaque de tôle, appelé revêtement sélectif, permet de convertir environ 95 % de l'énergie solaire en chaleur, maximisant ainsi l'efficacité du système pour la production d'eau chaude ou de chauffage.
- Les capteurs à tubes sous vide : il s’agit d’une série de tubes en verre sous vide avec à l’intérieur un fluide caloporteur qui circule pour absorber la chaleur solaire. Les tubes sous vide permettent d'isoler l'absorption de la chaleur du flux d'air ambiant, ce qui les rend plus efficaces, en particulier par temps froid. Contrairement aux capteurs solaires plats, les capteurs à tube sous vide sont plus performants par faible luminosité et sont donc adaptés aux climats où l'ensoleillement est variable. Les capteurs à tube sous vide sont également plus coûteux à produire et à installer que les capteurs plats. Les capteurs solaires à tubes WOLF CRK-12 sont le fruit de 50 ans d'expérience mises à profit pour le développement et le design de nos capteurs solaires.
Quel que soit le type de capteur utilisé, la chaleur récupérée est acheminée par une tuyauterie vers un accumulateur de chaleur pour alimenter votre chauffage ou votre eau chaude. Une solution antigel circule dans le circuit solaire pour éviter le gel de la centrale solaire thermique en hiver.
Les installations solaires thermiques fournissent généralement de l'énergie solaire uniquement pour la préparation de l'eau chaude. En fonction du nombre de personnes dans le foyer, 3,5 à 8 m² de surface de capteurs solaires suffisent. Bien qu’en été la chaleur solaire soit suffisante, un ballon de stockage est toujours utile, car c’est le seul moyen d'utiliser efficacement l'énergie, même pendant les périodes sans soleil. Avec ce genre d’installation, vous pouvez économiser jusqu'à 70 % de l'énergie nécessaire à la préparation d'eau chaude. Encore plus si vous raccordez également le lave-linge et le lave-vaisselle à l'alimentation en eau chaude préparée par le système solaire thermique !
Vous souhaitez utiliser le solaire thermique non seulement pour produire de l'eau chaude, mais aussi pour vous chauffer ? Pas de problème. Une installation solaire thermique adaptée au chauffage nécessite généralement une plus grande surface de capteurs afin de capter suffisamment d'énergie solaire pendant les saisons où le rayonnement solaire est moindre et la demande en chauffage plus importante.
Contrairement aux systèmes solaires classiques à eau chaude, les installations solaires thermiques pour le chauffage et l’eau chaude nécessitent soit un ballon tampon mixte ou soit deux ballons tampons séparés (l’un contient l’eau de chauffage, l’autre l’eau potable). Ces systèmes mixtes nécessitent également un composant appelé « échangeur de chaleur ». Lorsque vous prélevez de l'eau chaude du système, l'échangeur de chaleur transfère la chaleur solaire stockée dans le système vers l'eau potable, la chauffant ainsi grâce à l'énergie solaire captée.
Vue d’ensemble des avantages d’un système solaire thermique
Les avantages d’une installation de chauffage solaire thermique sont conséquents. Voici une liste des principaux arguments qui parlent en sa faveur:
Réduire les coûts de chauffage sans lésiner sur le confort
De nos jours, les systèmes solaires thermiques offrent une efficacité remarquable, car ils sont capables de convertir une fraction minime d'électricité en une quantité considérable de chaleur destinée au chauffage domestique ou à l’eau chaude sanitaire. En optant pour l’énergie solaire et un système qui consomme très peu d’énergie pour fonctionner, vous pouvez réduire de manière significative les coûts de chauffage tout en chauffant efficacement votre logement.
Une chaleur respectueuse de l’environnement
Le système solaire thermique offre un avantage environnemental significatif étant donné qu’il est l'un des systèmes de chauffage les plus respectueux de l'environnement. Contrairement à de nombreuses autres méthodes de chauffage, le chauffage basé sur l’énergie solaire ne produit pas d'émissions de dioxyde de carbone (CO2) ni d'autres gaz nocifs pour le climat. En utilisant l'énergie solaire pour produire de la chaleur, vous réduisez votre dépendance aux combustibles fossiles, ce qui diminue considérablement l'empreinte carbone de votre système de chauffage. De plus, si vous faites fonctionner l'installation thermique solaire avec du courant vert, vous chauffez de manière totalement neutre en CO₂. Une installation de solaire thermique permet d'éviter environ 450 kilos d'émissions de CO₂ par an. En passant à cette combinaison d’énergies plus respectueuses de l’environnement pour chauffer votre maison, vous contribuez à la lutte contre le changement climatique en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.
Tout simplement pratique
L'installation d'un système solaire thermique est un processus d'installation très simple. En optant pour le chauffage solaire, vous évitez les tracas liés au transport et au stockage de combustibles fossiles ou de bois. En outre, l'énergie solaire est une ressource naturelle, abondante et gratuite, disponible presque partout, ce qui élimine le besoin de s'occuper de la livraison ou de l'entreposage de combustibles à votre domicile. De plus, les systèmes solaires thermiques offrent la possibilité d'économiser l'énergie surproduite dans un réservoir de stockage et de l'utiliser plus tard, augmentant ainsi l’efficacité et la rentabilité.
Installation facile
Les systèmes solaires thermiques peuvent être adaptés à diverses structures et besoins. Ils peuvent être installés sur les toits, les murs ou en tant que systèmes solaires thermiques indépendants. Bien que certains bricoleurs expérimentés puissent installer leur propre système solaire thermique, il est recommandé de faire appel à un professionnel certifié. Cela garantit une installation correcte et conforme aux réglementations locales. Une fois installé, un système solaire thermique nécessite généralement peu d'entretien, ce qui réduit les coûts et la complexité à long terme.
Aides financières intéressantes
Les systèmes solaires thermiques présentent l'avantage de bénéficier d'aides financières et d'incitations intéressantes parfois plus importantes que pour les pompes à chaleur, ce qui en fait une option attrayante pour les propriétaires souhaitant investir dans des solutions de chauffage respectueuses de l'environnement. Voici quelques points clés à considérer :
- Crédits d'impôt et subventions : destinées à encourager l'installation de systèmes solaires thermiques, ces incitations gouvernementales peuvent couvrir une partie importante du coût d'achat et d'installation.
- Programmes d'incitation locaux et régionaux : en plus des programmes nationaux, de nombreuses régions et municipalités offrent des incitations supplémentaires pour promouvoir les énergies renouvelables qui consistent en des subventions, des remises ou des prêts à taux réduit.
- Valorisation de la propriété : l'installation d'un système solaire thermique peut augmenter la valeur de votre propriété, car les acheteurs potentiels sont souvent attirés par les économies d'énergie et l'empreinte carbone réduite du logement.
- Rentabilité : grâce aux économies réalisées sur les frais de chauffage ainsi qu’avec les aides conséquentes qui peuvent vous être attribuées, le système solaire thermique peut être rapidement rentabilisé et être effectif durant plusieurs décennies.
Vous avez des questions ?
Trouver la bonne solution pour votre maison peut être compliqué et demande beaucoup de temps - Nous vous aidons à comprendre en quelques minutes tout ce qui est vraiment pertinent pour votre projet.
Quelle maison se prête à un système solaire thermique ?
Presque toutes les maisons peuvent installer un système solaire thermique. Les nouvelles constructions se prêtent particulièrement bien à l’installation d’un tel système de chauffage. Particulièrement populaire en combinaison avec une pompe à chaleur, le système de chauffage hybride assure ainsi une chaleur constante toute l’année. Toutefois, pour l’installation d’un système solaire thermique, vous devez tenir compte de détails importants :
Évaluation des besoins et efficacité
Avant d'acheter un système solaire thermique, déterminez avec précision vos besoins en eau chaude et/ou en chauffage à l’aide de l'expertise d’un spécialiste. Cela vous aidera à vérifier la compatibilité avec votre système de chauffage ou votre réseau électrique, si vous envisagez de le connecter à un réseau existant. Vous pourrez ainsi plus facilement choisir la taille, le type de système approprié avec l’efficacité énergétique recherchée et l’aptitude à fonctionner par temps nuageux ou froid.
Installation et orientation
La surface du toit doit être idéalement orientée au sud et présenter une inclinaison de 30 à 70°. Les capteurs solaires peuvent aussi être positionnés sur les toits terrasses, mais dans ce cas sur un support incliné. L'orientation des capteurs vers le sud est particulièrement facile dans ce cas. Plus le toit est raide, mieux l’installation solaire pourra capter le soleil et remplir sa fonction de support de chauffage, surtout en hiver ou lorsqu’il est particulièrement bas à l'horizon. Tout au long de l’année, une inclinaison d'environ 40° est optimale. Une autre solution consiste à monter les capteurs solaires sur la façade. En revanche, si d’autres bâtiments ou de grands arbres font de l’ombre au toit et à la façade, le recours au solaire thermique s'avérera inutile.
Bâtiments anciens et réglementation
Dans la plupart des cas, vous pouvez installer votre chauffage solaire sans demander un permis de construire. Mais il est important de vérifier si le bâtiment dans lequel vous logez ne figure pas sur la liste des bâtiments classés. Dans certaines régions, cela peut être un frein. Vous devez également tenir compte des travaux qui peuvent être nécessaires pour l'installation des capteurs possiblement soumis à des exigences de permis de construire ou des normes de sécurité locales. Par exemple, les installations à toit incliné (et non les toits terrasses) peuvent nécessiter une autorisation de la mairie.
Surface à prévoir
La taille de la surface de capteurs dépend de la quantité totale d'énergie solaire requise pour chauffer votre maison. Les systèmes plus petits peuvent réduire les coûts de chauffage et d'eau chaude de 20 à 30 %. Une bonne isolation est cependant cruciale. 20 m² de capteurs solaires peuvent couvrir une grande partie des besoins en chaleur d’une maison bien isolée. En été, le système solaire thermique peut couvrir jusqu'à 100 % des besoins en eau chaude. Attention ! Plus il y a de surface de capteurs, plus il y a besoin d'espace de stockage pour la production de chaleur : plus pratique à prévoir pour les nouvelles constructions que pour les bâtiments existants.
Dans tous les cas, mieux vaut contacter un professionnel WOLF près de chez vous pour faire un état des lieux de votre installation de chauffage et évaluer l’intérêt d’une installation solaire thermique. WOLF propose sur l’offre solaire thermique une garantie de 5 ans : pièces, main d’œuvre et déplacements et 10 ans pièces sir les panneaux solaires.
Quelle maison se prête au chauffage solaire ?
Vous pouvez utiliser le chauffage solaire dans presque toutes les maisons. Toutefois, vous devez tenir compte de détails importants.
Idéalement la surface du toit doit être orientée au sud et présenter une inclinaison de 30 à 70°.
Les capteurs solaires peuvent aussi être positionnés sur les toits terrasses, mais dans ce cas sur un support incliné. L'orientation des capteurs vers le sud est particulièrement facile ici. Plus le toit est raide, mieux l’installation solaire pourra capter le soleil d'hiver, plus bas sur l'horizon et remplir sa fonction de support de chauffage. Sur l'ensemble de l'année, une inclinaison d'environ 40° est optimale.
Une autre solution consiste à monter les capteurs solaires sur la façade. En revanche, si d’autres bâtiments ou de grands arbres font de l’ombre au toit et à la façade, le recours au solaire thermique s'avérera inutile.
Si le bâtiment est plus ancien, vous devez vérifier qu’il ne figure pas sur la liste des bâtiments classés. Dans certains pays, cela peut être un frein. Vous devez également tenir compte des modifications qui peuvent être nécessaires pour l'installation des capteurs.
Les nouvelles constructions se prêtent bien au chauffage solaire. Les pompes à chaleur, avec lesquelles vous pouvez chauffer toute l'année, sont également de plus en plus populaires.
L'investissement dans le solaire thermique est rentable dans la plupart des cas. Avec un système de chauffage solaire correctement installé sur le plan technique, les capteurs et l’accumulateur de chaleur dureront des décennies. Grâce aux économies réalisées sur les frais de chauffage, le solaire thermique peut être rapidement rentabilisé.
Grâce aux subventions, la rentabilisation est actuellement plus rapide. Avec les petits systèmes solaires à eau chaude, la durée d’amortissement est certes un peu plus courte, mais le solaire thermique avec support de chauffage permet d'économiser davantage d'argent sur l’ensemble de la durée de vie. Quoi qu'il en soit, il existe de nombreuses options pour de nombreux besoins.
Questions fréquentes sur la thermie solaire
Les capteurs solaires transforment la lumière du soleil en chaleur aussi efficacement en hiver qu’en été. Toutefois, le rayonnement solaire étant sept à huit fois plus intense en été, les capteurs récoltent proportionnellement moins de chaleur solaire en hiver. Bien que la performance du solaire thermique ne soit pas suffisante pour le chauffage pendant la saison froide, elle est utile comme support de chauffage et pour la préparation d’eau chaude, en particulier pendant les saisons transitoires.
Dans la plupart des cas vous pouvez installer votre chauffage solaire sans demander un permis de construire. Il existe une exception pour les bâtiments historiques classés. Les installations à toit incliné (et non les toits terrasses) nécessitent également une autorisation.
La dimension de votre système de chauffage solaire dépend, entre autres, de l’apport total d'énergie solaire dans votre alimentation en chaleur. Les systèmes avec une moindre surface de capteurs permettent d'économiser entre 20 et 30 % des frais de chauffage et d’eau chaude.
En outre, l'isolation joue un rôle majeur. Avec 20 m2 de surface de capteurs solaires, le chauffage solaire, dans un bâtiment bien isolé, peut déjà couvrir une grande partie de l’apport de chaleur nécessaire. Pendant les mois d'été les plus chauds, le solaire thermique peut couvrir jusqu'à 100 % des besoins en eau chaude. Notons à cet égard que pour des surfaces de capteurs plus importantes, il faut plus d'espace pour l’accumulateur de chaleur.
Aujourd'hui déjà, il existe des foyers qui chauffent entièrement à l'énergie solaire grâce à des surfaces de capteurs solaires plus importantes et des ballons. Cependant, ce type de chauffage solaire se prête plus aux nouvelles constructions, car la rénovation nécessaire dans les bâtiments existants serait très importante et coûteuse.
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