Le système 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.
 

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.

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 :

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.

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.

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.

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.