Tout savoir sur le panneau solaire thermique

L'énergie solaire thermique peut couvrir jusqu'à 60% des besoins annuels de chauffage, selon la région et la taille de l'installation.

Quel est le fonctionnement d’un panneau solaire thermique ?

De la même manière qu’une chaudière conventionnelle s’occupe de chauffer aussi bien l’eau des robinets que l’eau des radiateurs, le principe de fonctionnement du capteur solaire permet également de prendre en charge une partie significative du chauffage de votre habitation.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire thermique ?

Un panneau solaire thermique est une installation, en fait un capteur, récupérant l’énergie du soleil pour la convertir en chaleur. Le capteur thermique solaire a généralement la forme d’une surface plane, et existe en plusieurs types de technologies.

Principe de fonctionnement du panneau thermique

Le panneau solaire thermique capte la chaleur du soleil notamment grâce à sa couleur noire. La chaleur ainsi absorbée est alors piégée par une vitre, à la manière d’un effet de serre. Elle est ensuite conservée grâce à une isolation thermique adaptée.

Cette chaleur accumulée vient chauffer un fluide caloporteur. C’est ce liquide caloporteur qui transmet la chaleur à l’eau sanitaire à l’aide d’un échangeur placé dans le ballon d’eau chaude.

Au sein de la plupart des installations solaires thermiques, c’est un circulateur (une pompe), qui déplace le fluide caloporteur au sein du système. La présence de ce circulateur est importante pour éviter la surchauffe de l’eau et d’éventuels dommages à l’installation.

Il existe également des dispositifs sans pompes, reposant sur le principe du « thermosiphon » : dans ce cas, il s’agit d’un mouvement naturel de l’eau froide par rapport à l’eau chaude car l’une est plus légère que l’autre. Plusieurs conditions sont nécessaires à ce type de fonctionnement, il faut par exemple que le ballon solaire thermique soit situé plus en hauteur que le panneau.

L’inclinaison et l’orientation d’un panneau solaire ont par ailleurs une forte influence sur son fonctionnement et sur son rendement. Pour un panneau solaire thermique, l’objectif est de tirer le maximum d’énergie thermique en hiver, période au cours de laquelle les besoins en chaleur sont les plus importants.

Pour cela, on considère généralement (et selon les régions), qu’une inclinaison à 55 ou 60° par rapport à l’horizontale est optimale. L’orientation doit quant à elle se tourner dans la mesure du possible vers le sud.

A noter : en été, il est possible d’incliner vos panneaux à 20°, le soleil étant plus haut qu’en hiver. Vous limitez par ailleurs les risques d’encrassement.

Comment choisir un panneau solaire thermique ?

Pour choisir le bon chauffage solaire, il faut connaître les différences entre thermique et photovoltaïque, et avoir une vision des différentes technologies existant sur le marché.

Quelles sont les différences entre panneau solaire thermique et photovoltaïque ?

Un panneau solaire thermique transforme l’énergie solaire en chaleur à l’air de ses capteurs solaires thermiques. On l’utilise pour avoir de l’eau chaude sanitaire, et dans le cas d’un système solaire combiné, alimenter le système de chauffage central de l’habitation. De son côté, le panneau photovoltaïque transforme les rayonnements du soleil en électricité.

Il ne faut donc pas confondre panneaux solaires thermiques (chauffage) et panneaux solaires photovoltaïques (électricité). Notez qu’il existe également des panneaux solaires hybrides qui produisent de l’électricité et qui chauffent l’eau de votre circuit hydraulique !

Chauffe-eau solaire individuel ou système solaire combiné ?

Vos panneaux solaires thermiques sont reliés à un ballon solaire thermique. De fait, deux installations sont possibles au sein de votre domicile, à savoir le chauffe-eau solaire individuel et le système solaire combiné.

Chauffe-eau solaire individuel (CESI)

Les chauffe-eaux solaires individuels ont pour fonction de produire uniquement de l’eau chaude sanitaire via l’énergie solaire. Un chauffe-eau solaire individuel permet de répondre à 50 à 70% de vos besoins en eau chaude sanitaire.

Par le même principe de captage de l’énergie solaire via des panneaux thermiques, l’énergie est renvoyée vers un ballon qui alimente l’eau chaude sanitaire. Pour obtenir un résultat optimal, nous vous conseillons de faire appel à un artisan qualifié « QualiSol » dans le cadre de la réalisation de vos travaux de rénovation.

Système solaire combiné (SSC)

Le système solaire combiné est une installation utilisant le rayonnement solaire pour couvrir une partie des besoins en chauffage et en ECS (eau chaude sanitaire). Il associe le chauffage de l’eau sanitaire et le chauffage de l’habitat. Cette installation est capable de répondre à 50% de vos besoins en chauffage et eau chaude sanitaire. Pour information, la surface nécessaire de capteurs au bon fonctionnement du système est de 1/10ème de la surface du logement.

Un système solaire combiné fonctionne de la façon suivante :

Des panneaux solaires thermiques (à ne pas confondre avec le photovoltaïque) sont installés sur le toit de votre logement. Ainsi, l’énergie solaire captée est renvoyée vers un ballon qui chauffe l’eau. Le ballon solaire thermique alimente par la suite les chauffages (ou les PAC) ainsi que l’eau chaude des sanitaire (douche, vaisselle etc…). A noter que le chauffe-eau solaire est considéré comme une déclinaison de chauffe-eau thermodynamique.

Les différents types de technologie

Voici la liste des différentes technologies appliquées aux panneaux thermiques :

Capteur plan vitré : une surface plane et absorbante dont le vitrage permet de créer un effet de serre. On place un isolant sous cette surface afin d’éviter la perte de chaleur. C’est sans doute le modèle le plus répandu chez les particuliers.
Capteur plan non vitré : comme son nom l’indique, une version sans vitre du capteur plan vitré. Ce dispositif est donc un peu moins performant, mais aussi moins cher.
Capteur solaire thermique à concentration : un système de réflexion des rayons solaires permet une meilleure concentration sur l’absorbeur, ce qui en fait l’un des modèles les plus performants du marché.
Capteur solaire thermique tubulaire ou sous vide : ce modèle a un fonctionnement similaire aux capteurs plan vitré, à ceci près que les tubes contenant le liquide caloporteur sont sous vide. En l’absence d’air, les pertes de chaleur sont limitées, ce qui améliore les performances du système. Moins sensible à l’ombre et plus efficace en cas de diminution du rayonnement, le capteur sous vide peut absorber environ 500 kWh au m² par an.
Panneau thermique monobloc : ces modèles incluent un ballon de stockage près du panneau. Comme le ballon solaire thermique est situé à l’extérieur, les pertes de chaleur sont importantes !
Panneau thermique à éléments séparés : dans ce cas, le ballon de stockage est à l’intérieur de l’habitation, ce qui limite les pertes thermiques.
Panneau thermique auto-vidangeable : un dispositif qui permet de vider les panneaux par vidange, au sein d’un réservoir annexe. Cette vidange s’effectue en cas de risque de gel ou de surchauffe.

Quels sont les avantages et les inconvénients d’un système de chauffage solaire thermique ?

Avantages d’un système de chauffage solaire

Améliorer le confort d’une habitation : grâce à l’utilisation de panneaux solaires thermiques, vous pouvez couvrir entre 40 et 70% des besoins en chauffage et ECS de votre foyer.
Réaliser des économies d’énergie : le chauffage d’une habitation et sa production d’eau chaude sanitaire représentent la plus grande partie des dépenses énergétiques d’un foyer. L’usage d’un panneau solaire thermique, recourant à l’énergie totalement gratuite et en libre accès qu’est le soleil, opère donc un impact immédiat sur le montant de vos factures énergétiques.
Se rapprocher au plus près de l’autoconsommation : l’apport énergétique d’un panneau solaire thermique permet de réduire votre dépendance au réseau public. Vous produisez vous-même une partie de l’énergie dont vous avez besoin !
Faire en geste écologique en faveur de l’environnement : l’utilisation d’une énergie renouvelable participe à la préservation de l’environnement. Grâce au chauffage solaire thermique, vous limitez les émissions de gaz à effet de serre de votre domicile. Notez pas ailleurs qu’il est possible de recycler la quasi intégralité de vos panneaux solaires lorsqu’ils sont en fin de vie.

Principaux inconvénients du panneau solaire thermique

Le coût d’un panneau solaire thermique peut s’avérer élevé, même si les aides financières à la rénovation énergétique permettent de contribuer à son financement.
Le rendement des panneaux solaires thermiques est plus important en été, période de l’année au cours de laquelle l’ensoleillement est le plus important. Le rayonnement solaire étant inférieur en hiver, il va s’avérer nécessaire de se procurer un chauffage d’appoint pour couvrir tous les besoins du foyer.
Le rendement du solaire thermique dépend de votre localisation géographique. Votre installation sera plus efficace si vous vivez dans le sud de la France, et moins performante dans le nord, tout simplement en raison des conditions climatiques et météorologiques qui y sont très différentes !

Quel est le prix d’un panneau solaire thermique ?

Voici un tableau récapitulant les prix des panneaux thermiques les plus utilisés :

Pour ce qui est du coût de l’installation, comptez en moyenne entre 5 000 et 18 000 euros en fonction du modèle que vous aurez sélectionné.

Quelles sont les aides pour l’installation d’un système de chauffage solaire thermique ?

L’installation de panneaux solaires thermiques représente un véritable investissement, raison pour laquelle l’Etat a mis en place des dispositifs d’aide pour les ménages qui souhaiteraient procéder à des travaux de rénovation énergétique :

Questions fréquentes au sujet du panneau solaire thermique

Comment entretenir votre installation solaire thermique ?

Un panneau thermique étant placé sur le toit du bâtiment, la pluie constitue un excellent mode d’entretien ! Néanmoins, n’hésitez pas à nettoyer vos panneaux solaires à l’aide d’eau déminéralisée et d’une éponge à raison d’une ou deux fois par an. Vous parviendrez entre autres à éliminer les feuilles, tâches et autres poussières qui viennent progressivement entraver le fonctionnement optimal de l’installation.

Quelle surface de panneaux solaires thermiques prévoir ?

Prévoyez un panneau solaire thermique de 2 à 5 m² pour alimenter un chauffe-eau solaire d’un foyer de 4 personnes, et de 10 à 20m² pour alimenter un système solaire combiné.

Quelle est la durée de vie d’un chauffage solaire thermique ?

La durée de vie d’un système solaire thermique est d’au moins une vingtaine d’années. Avec un bon entretien et une qualité de fabrication élevée, cette durée de vie peut être étendue à 25 ans.