Tout savoir sur le chauffe-eau solaire

Utilisant une énergie renouvelable, le chauffe-eau solaire individuel (CESI) permet de réaliser des économies d’énergie et est éligibles aux aides à la rénovation énergétique.

Comment fonctionne un ballon d’eau chaude solaire ?

Le ballon d’eau chaude solaire fonctionne comme son nom l’indique sur le principe du chauffage solaire. Cela signifie que les capteurs solaires thermiques placés en toiture ou en façade du bâtiment récupèrent la chaleur des rayons du soleil. La chaleur du rayonnement solaire passe ensuite à un fluide caloporteur circulant dans les panneaux solaires thermiques.

Ce fluide frigorifique circule jusqu’au niveau du cumulus solaire, le ballon d’eau chaude au sein duquel un échangeur de chaleur transmet cette dernière à l’eau sanitaire. Une fois refroidi, le liquide caloporteur repart en direction des capteurs thermiques.

Le système a recours en priorité à l’énergie solaire lorsqu’elle est disponible. Un chauffage d’appoint prend le relai lorsque cela s’avère nécessaire et que l’ensoleillement ne permet pas de produire une eau chaude sanitaire (ECS) satisfaisante.

Ce chauffage d’appoint peut alors utiliser un circuit propre et indépendant de celui du chauffe-eau solaire, ou être intégré. Dans le second cas, on parle de ballon solaire « bi-énergie » qui peut intégrer une seconde résistance électrique (ballon électrosolaire) ou un second échangeur (ballon hydrosolaire). Les chauffe-eaux hydrosolaires peuvent être reliés à une pompe à chaleur, fonctionnant alors également sur le principe du chauffe-eau thermodynamique.

Le CESI doit être distingué du système solaire combiné (SSC), dont le principe de fonctionnement permet également faire fonctionner le système de chauffage du bâtiment.

Quels sont les différents types de chauffe-eau solaire ?

On distingue trois types de CESI :

Monobloc : avec ce chauffe-eau solaire, le ballon solaire est ajouté au capteur. Sur le principe du thermosiphon, la convection naturelle fait remonter le fluide calorifique vers la cuve de stockage. Une fois refroidi, il redescend à destination du capteur.
A éléments séparés : le capteur et le ballon solaire sont séparés. Deux possibilités de fonctionnement, à savoir à thermosiphon ou à circulation forcée. Par thermosiphon, le système fonctionne de manière similaire à un CESI monobloc. A circulation forcée, c’est un circulateur (pompe électrique) fait circuler le fluide frigorigène.
Optimisé : l’eau stockée dans le cumulus solaire est préchauffée par l’énergie solaire, et une chaudière se met en marche lorsque l’eau sanitaire a besoin d’être chauffée davantage. Cette chaudière est aussi utilisée pour le système de chauffage.

Quels sont les différents types de panneaux solaires pour un chauffe-eau ?

Il existe plusieurs modèles de panneaux solaires pour chauffe-eau sur le marché :

Capteurs non-vitrés : peu onéreux, ils fonctionnent mieux dans les pays chauds et peuvent chauffer l’eau jusqu’à 30°C.
Capteurs plans vitrés : le modèle le plus répandu, pouvant produire de l’eau chaude jusqu’à 90°C dans le cas des capteurs à double vitrage.
Capteurs sous vide : plus efficaces que les autres, ils sont aussi plus onéreux. Ils contiennent comme leur nom l’indique des tubes sous vide, limitant les pertes de chaleur. Les plus performants peuvent chauffer l’eau jusqu’à 120°C.

Il existe par ailleurs deux types de cumulus solaires : horizontaux et verticaux. Les premiers sont plus répandus et plus efficaces que les seconds. A noter que les ballons solaires sont conçus spécifiquement pour le système du chauffe-eau solaire et qu’il n’est pas possible d’utiliser un autre modèle pour ce type d’installation.

Comment installer un chauffe-eau solaire ?

Il est recommandé de faire appel à un artisan RGE (reconnu garant de l’environnement) afin de réaliser l’installation d’un chauffe-eau solaire. Cela vous permettra notamment de bénéficier des aides pour les travaux dans votre maison ou votre local professionnel en vue de réaliser des économies d’énergie. Plusieurs éléments d’importance doivent en effet être pris en compte lors de l’installation du chauffe-eau solaire :

L’orientation des capteurs doit être optimale, idéalement plein sud avec une inclinaison variant de 30 à 45° par rapport à l’horizontale.
On pose les capteurs solaires thermiques soit sur le toit, soit sur un châssis au sol, mais peuvent être également posés ailleurs : sur le garde-corps d’un balcon ou sur un mur dont l’exposition est optimale, par exemple.
Le dimensionnement des capteurs doit également être considéré avec attention. Trop grands, ils deviennent trop chers à l’achat et engendrent un risque de surchauffe. Une installation inadaptée à vos besoins réels manque d’efficacité à l’usage. En effet, lorsque le cumulus solaire reste chaud car les occupants n’utilisent pas toute l’eau qu’il contient, l’énergie solaire n’est pas exploitée de manière optimale.
La tuyauterie de l’installation doit également être bien isolée pour limiter les pertes thermiques.
L’emplacement du ballon solaire a son importance : préférez le placer dans un local chauffé et/ou isolé, au plus près possible des capteurs thermiques.

Notez qu’un certain nombre de fabricants proposent des kits solaires thermiques, qui sont préconçus afin de répondre à différents scénarios de besoins. Moins onéreux, ils sont aussi plus faciles et plus rapides à installer que les autres modèles.

Quels sont les avantages d’un chauffe-eau solaire ?

Le chauffe-eau solaire individuel est en mesure de couvrir entre la moitié et 80% des besoins moyens annuels en matière d’eau chaude sanitaire. En période fort ensoleillement, donc notamment en été, le CESI peut couvrir l’intégralité des besoins. On peut donc alors éteindre la chaudière complètement.
Le CESI dispose d’une durée de vie élevée, jusqu’à 30 ans pour les modèles dont la qualité est supérieure.
Cet équipement consomme peu d’électricité, car seul le circulateur électrique en utilise. En raison de l’accès totalement libre et gratuit de l’énergie solaire, il permet donc de réaliser de véritables économies d’énergie et de se rapprocher d’une situation d’autoconsommation.
L’énergie du soleil, contrairement à un chauffe-eau gaz par exemple, ne rejette aucun gaz à effet de serre ni polluant. En fonction du chauffage d’appoint utilisé avec lui, le panneau solaire thermique permet de réduire les émissions de GES jusqu’à 70%. Vous diminuez donc l’empreinte environnementale de votre bâtiment en choisissant de l’installer.
En raison de ces performances, le chauffe-eau solaire est éligible aux aides à la rénovation énergétique.
La plupart des matériaux constituant un CESI sont recyclables.

Quels sont les inconvénients du chauffe-eau solaire ?

Quelques limites doivent être mentionnées concernant le chauffe-solaire, à commencer par la diminution de son rendement énergétique en hiver, en raison d’une baisse de l’ensoleillement. Par ailleurs, il est nécessaire de disposer d’un système complémentaire et d’appoint afin de couvrir les besoins en eau chaude sanitaire du foyer tout au long de l’année. Enfin, le coût d’achat et d’installation de ce type d’équipement peut s’avérer onéreux.

Quel est le prix d’un chauffe-eau solaire ?

Le prix d’un chauffe-eau solaire inclut l’achat du matériel ainsi que le coût de la pose. Pour votre installation :

Comptez en moyenne 5 850 euros pour l’achat du matériel
Comptez en moyenne 1 650 euros pour la main d’œuvre

Installer un CESI coûte donc en moyenne 7 500 euros. Ce montant peut varier en fonction du dimensionnement des panneaux thermiques, et du type d’installation choisi. Il existe toutefois un certain nombre d’aides à la rénovation énergétique pour vous permettre de financer ces travaux.

Quelles aides financières pour un chauffe-eau solaire ?

L’installation d’un chauffe-eau solaire individuel vous permet de bénéficier des aides financières suivantes :

La prime CEE, qui vous est versée par les grands distributeurs et fournisseurs d’énergie qui sont les obligés du dispositif des certificats d’économies d’énergie. On l’appelle également prime énergie. Elle s’adresse à tous les ménages, propriétaires occupants ou bailleurs, et locataires.
Le dispositif MaPrimeRénov’ qui a pris le relai du crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) et qui comprend l’aide financière Habiter Mieux Agilité de l’Anah (agence nationale de l’habitat). MaPrimeRénov’ s’adresse notamment aux revenus intermédiaires et aux ménages aux revenus supérieurs.
L’ancienne aide Habiter Mieux Sérénité de l’Anah est devenue MaPrimeRénov’ Sérénité à compter du 1er janvier 2022. Comme Habiter Mieux Sérénité, MaPrimeRénov’ Sérénité concerne davantage les ménages modestes et très modestes.
L’Eco-PTZ, ou éco-prêt à taux zéro, vous permet d’emprunter jusqu’à 50 000 euros que vous pouvez rembourser sur une période s’étalant jusqu’à 20 ans, et dont vous n’avez pas à payer les intérêts. Le montant de l’emprunt dépend du nombre et de la nature de vos travaux de rénovation.
La TVA à taux réduit de 5,5% concerne automatiquement vos travaux de rénovation énergétique.
Certaines communes, certains département et certaines régions proposent des aides locales aux personnes décidant d’effectuer des opérations qui leur permettent de réaliser des économies d’énergie. Renseignez-vous auprès de votre collectivité territoriale pour en savoir plus.

Questions fréquentes au sujet du CESI

Quel chauffe-eau pour panneau solaire ?

Le ballon d’un chauffe-eau pour panneau solaire peut être horizontal ou vertical, et son volume varie en fonction des besoins du foyer. Par exemple, dans le cas d’un CESI avec appoint, il faut envisager 100 L pour un foyer d’1 à 2 personnes, et de 300 L pour un foyer de 7 à 8 personnes.