Encore peu connu, le solaire thermique représente 0,2 % de la consommation finale de chaleur en France, d’après le syndicat des énergies renouvelables. Pourtant l’utilisation de panneaux solaires thermiques permet de faire de belles économies d’énergie et de réduire les émissions de gaz à effet de serre de son logement. Que sont les panneaux thermiques ? Comment fonctionnent-ils ? Quels sont leurs avantages et leurs inconvénients ? EDF ENR vous en dit plus sur ces technologies renouvelables.
Le panneau thermique et le panneau photovoltaïques sont deux types de panneaux solaires. Ils présentent tous les deux un fonctionnement et une finalité différents.
Selon la définition du syndicat des énergies renouvelables (SER) « Le solaire thermique regroupe différentes technologies de conversion du rayonnement solaire en chaleur. La chaleur est collectée au travers de capteurs solaires puis transportée par un fluide caloporteur et stockée dans un ballon pour des usages multiples : production d’eau chaude sanitaire, chauffage de bâtiments ».
En effet, le panneau solaire thermique va utiliser l’énergie du soleil pour produire de la chaleur. Il sert à des fins de production d’eau chaude sanitaire ou de chauffage dans le secteur résidentiel ou dans les entreprises ou industries.
Le panneau photovoltaïque utilise différemment l’énergie solaire. Il sert à produire de l’électricité en captant les particules de lumière du soleil, les photons. Cette électricité peut ensuite être injectée dans le réseau et alimenter vos équipements électriques.
Ces deux types de technologies sont complémentaires. Vous pouvez équiper votre maison avec l’une et l’autre pour produire de l’eau chaude et de l’électricité et la consommer sur place.
Il existe également des modules combinant les deux technologies. On parle alors de panneaux aérovoltaïques. Performants, ils captent la chaleur du soleil mais aussi le rayonnement.
Une installation solaire thermique est une infrastructure de production de chaleur solaire. En la matière on distingue :
Ces dispositifs permettent aux ménages de couvrir une grande partie de leurs besoins en eau chaude ou en chauffage grâce à l’énergie solaire.
Il existe des installations solaires thermiques à grande échelle qui permettent de produire de l’électricité grâce à la chaleur du soleil. On les appelle “centrales thermodynamiques”. Ces fermes solaires sont constituées d’un très grand nombre de panneaux thermiques. Sous l’action du soleil, ils vont produire de l’eau chaude et de la vapeur. Cette dernière va alors entraîner une turbine et un alternateur et générer de l’électricité d’origine renouvelable. En France, seule une centrale thermique existe, celle de Llo, exploitée par EDF. On en trouve davantage dans les pays plus chauds comme l’Espagne, par exemple.
Un panneau solaire thermique est composé de capteurs qui viennent récupérer la chaleur du soleil. Cela permet de faire monter en température un fluide caloporteur. Ce fluide va alors permettre de chauffer :
Lorsque le soleil vient à manquer un système comme une résistance électrique ou une chaudière d’appoint vient prendre le relais pour assurer la continuité de la production de chaleur.
Si les panneaux thermiques présentent tous le même fonctionnement, ils ne sont pas tous fabriqués de la même manière. Il existe 3 grands types de panneaux solaires thermiques.
Ces panneaux solaires thermiques sont constitués de capteurs opaques et foncés dans lesquels on fait circuler un liquide caloporteur. Le soleil vient directement frapper les capteurs. Le fluide va alors monter en température.
Ces capteurs ne sont pas les plus performants. En effet, s’ils montent en température rapidement, il laisse s’échapper beaucoup de chaleur en surface car ils ne sont pas isolés à l’aide d’une couche superficielle, contrairement aux capteurs plans vitrés, par exemple.
En revanche, plus faciles à fabriquer et plus légers, ils sont souvent économiques à l’achat. On les utilise notamment pour chauffer une piscine à moindre coût.
Les panneaux solaires thermiques à capteurs plans vitrés sont les plus répandus. Il s’agit de capteurs solaires foncés traversés par un liquide caloporteur et protégés par un isolant. Au-dessus des capteurs est placé une vitre afin de créer un effet de serre et d’augmenter la production de chaleur.
Ces panneaux thermiques sont constitués d’un ensemble de tubes dans lequel on trouve un tuyau où circule un fluide caloporteur. Ces tubes, grâce au vide d’air, bénéficient d’une très bonne isolation. Ils ne perdent donc que très peu de chaleur en surface. Cette technologie est la plus performante, mais c’est aussi la plus coûteuse.
En moyenne, le rendement d’un panneau thermique oscille entre 35 % et 40 %. Le rendement correspond au pourcentage d’énergie utilisée par rapport au pourcentage d’énergie générée. Plus il est élevé, plus l’équipement est performant. Le prix à allouer aux panneaux thermiques dépend de l’usage que vous souhaitez en faire et de la qualité des équipements choisis. Comptez en moyenne 3 000 à 7 000 € pour un chauffe-eau solaire, selon les offres d’IZI by EDF. Pour un système solaire combiné, il faut prévoir entre 400 et 2 000 € le m².
Le recours au solaire thermique est de plus en plus plébiscité par les ménages. Economique, ce mode de chauffage et de production d’eau chaude est aussi écologique. Quels sont les avantages des panneaux thermiques ? Quelles sont leurs limites ?
L’utilisation de panneaux solaires thermiques permet de faire de belles économies d’énergie. D’après l’Ademe, l’installation d’un chauffe-eau solaire individuel permet de couvrir entre 50 % et 70 % de la consommation d’eau chaude d’un ménage. De la même manière, un système solaire combiné assure entre 40 % et 60 % des besoins de chauffage d’un foyer.
Les panneaux solaires thermiques permettent de produire de la chaleur renouvelable. C’est un moyen de réduire votre empreinte carbone en profitant des bénéfices offerts par l’énergie solaire. Comme l’explique l’Ademe « selon l’appoint utilisé, le chauffe-eau solaire diminue les rejets de gaz à effet de serre de 45 % à plus de 70 % par rapport à un ballon électrique ou un chauffe-eau à gaz ».
Le recours à des équipements de chauffage ou de production d’eau chaude sanitaire renouvelable est l’opportunité d’améliorer le diagnostic de performance énergétique (DPE) du logement. Cela permet d’offrir plus de confort aux occupants mais aussi de valoriser le bien sur le marché immobilier. En effet, pour 88 % des acheteurs, la performance énergétique du futur bien immobilier est un critère d’importance, selon Se Loger.
L’installation d’un chauffe-eau solaire ou d’un chauffage solaire est éligible aux aides à la rénovation énergétique comme MaPrimeRénov’ ou la Prime Énergie issue des Certificats d’Economies d’Energie (CEE). Cumulables, ces aides sont ouvertes à tous. Ainsi, cela peut réduire le prix d’achat souvent élevé qui peut constituer un frein à l’investissement.
Malgré tous les atouts qu’ils présentent, les panneaux solaires thermiques présentent quelques inconvénients. En effet, leur production reste dépendante de la météo. Par temps gris et la nuit, lorsque la chaleur retombe, ils ne produisent rien. Ils ne peuvent pas couvrir l’ensemble des besoins de consommation d’un ménage.
C’est pourquoi, ces technologies sont couplées avec des systèmes de relais. Dans le cas d’un chauffe-eau solaire, une résistance électrique est mise en place pour faire l’appoint. De la même manière, le système solaire combiné nécessite un dispositif de chauffage complémentaire. Pour améliorer le rendement des équipements solaires thermiques, il est possible d’ajouter au circuit un ballon tampon. Celui-ci vient stocker le surplus d’eau chaude produite pour la réutiliser ultérieurement.
Le chauffage ou chauffe-eau solaire implique une installation en toiture. Il faut donc bénéficier d’une maison avec une toiture bien ensoleillée pour que celui-ci puisse être amorti. De ce fait, il n’est pas possible de l’installer partout. Avant la pose, il faut faire un point sur l’ensoleillement et la chaleur de la région pour savoir si ce dispositif est rentable.
En outre, son installation dans un appartement est souvent impossible, à moins de bénéficier d’un toit terrasse.
Posé en toiture, le panneau solaire thermique va modifier l’aspect extérieur de la maison. C’est pourquoi, avant de l’installer vous devrez faire une déclaration préalable de travaux en mairie. Dans le cas d’une construction neuve, cet équipement relève du permis de construire.
Avant de vous lancer, veillez à vérifier que le panneau thermique respecte les normes locales en matière d’urbanisme, définie par le PLU (Plan Local d’Urbanisme).
FAQ
Cela dépend de vos besoins. Selon l’Ademe, il faut prévoir 1 m² de capteurs pour chauffer 10 m² en rénovation ou 0,7 m² pour chauffer 10 m² en cas de construction neuve avec une bonne isolation.
Pour entretenir les panneaux solaires thermiques, il faut les nettoyer à l’eau claire avec un chiffon doux. Régulièrement, veillez à vérifier la pression du fluide et contrôler l’absence de fuite. En cas de fuite du liquide caloporteur, il faut faire appel à un professionnel pour réparer ou remplacer l’équipement.
Si l’installation d’un chauffe-eau solaire n’est pas possible chez vous, vous pouvez envisager la pose d’un chauffe-eau thermodynamique. Il récupère les calories de l’air extérieur pour chauffer l’eau du ballon. Il peut être couplé avec des panneaux solaires photovoltaïque pour en optimiser la consommation et permettre à un ménage de faire davantage d’économies d’énergie.
