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Le chauffe-eau solaire

Pour faire de vraies économies d'énergie avec un chauffe-eau solaire, il faut comprendre son fonctionnement. En effet, si le principe général du chauffe-eau solaire est simple, il en existe différents types. Il faut pouvoir choisir son modèle en fonction de ses caractéristiques techniques. Mais il faut surtout prendre soin de ses dimensions et de son emplacement. Autant d'éléments à prendre compte pour bien choisir son chauffe-eau solaire.

Tout connaître sur le chauffe-eau solaire

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Un chauffe-eau solaire individuel (parfois appelé CESI) est un équipement destiné à produire une partie de l'eau chaude sanitaire d'une habitation, en utilisant l'énergie solaire. Cette énergie renouvelable est une solution non polluante, facilement disponible et transformable. Elle représente une véritable source d'économie d'énergie. Rien qu'en France, on estime que 100.000 foyers sont déjà équipés d'un chauffe-eau solaire. Il existe d'ailleurs de nombreuses aides pour financer ces installations (TVA à 5,5 %, aides de l'ANAH, prêts dédiés, crédit d'impôt ou encore aides de certaines collectivités locales. Renseignements auprès de infoenergie.org).

Le chauffe-eau solaire, comment ça marche ?

Le principe du chauffe-eau solaire est on ne peut plus simple. Il s'agit tout simplement d'exposer des tubes remplis d'eau et d'antigel au soleil. Au bout d'un certain temps, le soleil va réchauffer les tubes et chauffer indirectement le liquide qu'ils renferment. Ça, c'est le principe de base. Dans un chauffe-eau solaire, les choses sont un peu plus complexes. On trouve tout d'abord l'absorbeur, c'est-à-dire une plaque couverte de tubes noirs, qui ont pour rôle d'absorber le rayonnement solaire. Cette plaque est entourée d'un coffre rigide qui maintient une vitre en verre trempé sur le panneau. Ce coffre joue le rôle d'une petite serre et emmagasine la chaleur sur l'absorbeur. Absorbeur et coffre forment le capteur solaire. Ils sont généralement placés sur le toit de la maison, pour profiter de la meilleure exposition.

A l'intérieur des tubes, un mélange d'eau et d'antigel va monter en température. Ce liquide est dit caloporteur, car c'est lui qui va transporter la chaleur jusqu'au ballon de stockage de l'eau sanitaire. Le caloporteur circule à travers un tuyau qui constitue ce que l'on appelle le circuit primaire. Il se dirige vers le ballon de stockage pour y restituer la chaleur ainsi accumulée. Un tuyau en forme de serpentin (échangeur thermique) circule dans le ballon solaire et permet au liquide caloporteur de céder ses calories à l'eau sanitaire. L'eau sanitaire monte en température tandis que le liquide caloporteur se refroidit. Le ballon de stockage doit être bien isolé pour conserver la chaleur le plus longtemps possible. Ensuite, le liquide caloporteur repart vers le capteur solaire pour être à nouveau réchauffé.

Les différents types de chauffe-eau solaires

Pour faire circuler le liquide caloporteur, les chauffe-eau solaires peuvent utiliser deux techniques. La circulation peut être naturelle, en utilisant la différence de densité entre l'eau chaude et l'eau froide. Dans ce cas, le ballon d'eau sanitaire est placé au-dessus du ou des capteur(s). Le liquide caloporteur étant moins dense que l'eau froide du ballon, il va s'élever naturellement. Une fois refroidi, il redescendra tout aussi naturellement. Ce type de chauffe-eau solaire est dit « en thermosiphon ». Quand il n'est pas possible de placer le ballon au-dessus du niveau des capteurs solaires, on doit installer une petite pompe électrique (le circulateur). La circulation du caloporteur est alors forcée. Un dispositif de régulation analyse la température du caloporteur et celle de l'eau sanitaire pour actionner le mouvement quand cela est nécessaire.

D'autre part, la plupart des chauffe-eau solaires sont conçus pour pallier l'insuffisance d'ensoleillement. Car même dans les régions les plus chaudes, il faut toujours faire face à des périodes de mauvais temps (couverture nuageuse qui cache le soleil, par exemple). Les ballons solaires peuvent donc être équipés d'une résistance électrique ou d'un échangeur raccordé à une chaudière. On considère que l'énergie solaire peut produire jusqu'à 60 % de l'eau chaude consommée annuellement dans une habitation. Les 40 % restant seront donc pris en charge par un autre type d'énergie (électricité, gaz, fuel…).

Enfin, les chauffe-eau solaires peuvent être monoblocs ou à éléments séparés. Les modèles monoblocs sont constitués d'un châssis regroupant le capteur et le ballon. Ils se placent à l'extérieur, sont très simples d'installation et d'utilisation, et sont peu couteux. Par contre, l'eau aura tendance à se refroidir plus facilement. On les utilise le plus souvent pour préchauffer l'eau qui sera ensuite chauffée par un système de chauffage plus traditionnel. A l'inverse, les chauffe-eau solaires à éléments séparés sont plus complexes, plus chers à l'achat, mais ils sont plus performants pour accumuler la chaleur. Le ballon de stockage est alors placé à l'abri, dans une pièce de la maison.

Les dimensions du chauffe-eau solaire, essentielles pour réussir son installation

Pour réussir une installation de chauffe-eau solaire, l'emplacement est évidemment très important. Mais les dimensions sont tout aussi essentielles, pour faire de véritables économies. Le bon chauffe-eau solaire est celui qui permet de chauffer la quantité d'eau nécessaire aux usages quotidiens de l'habitation, ni plus, ni moins. Sous-dimensionnée, l'eau chaude sera utilisée trop vite et il faudra avoir recours à l'énergie d'appoint pour réchauffer rapidement un autre volume d'eau. Surdimensionnée, le volume d'eau sera gourmand en énergie, alors qu'une grande partie de cette eau chaude ne sera pas utilisée…
Pour trouver les dimensions idéales, il faut bien tenir compte de l'ensoleillement de la région. En effet, celui-ci va conditionner la superficie de capteur nécessaire pour accumuler assez de chaleur. Il faut ensuite tenir compte du nombre d'utilisateurs habituels pour connaître les besoins en eau chaude de la maison. Cette donnée conditionnera aussi la superficie des capteurs, mais surtout le volume du ballon de stockage.

Bien choisir l'emplacement de son chauffe-eau solaire

Pour une efficacité optimale, il faut respecter quelques règles d'installation. La meilleure orientation des capteurs sera bien évidemment le plein sud. C'est dans cette direction que vous capterez un maximum d'ensoleillement. Le plus souvent, les capteurs sont installés sur un toit, mais on peut sans problème les placer sur un auvent, une terrasse ou même dans un jardin, à condition qu'aucun élément ne vienne faire obstacle au soleil (attention aux ombres portées). Pour fonctionner au mieux, l'inclinaison des panneaux doit être comprise entre 30 et 45° par rapport à l'horizontale. Pour un chauffe-eau solaire à éléments séparés, il faudra aussi prendre soin de l'emplacement du ballon. Celui-ci doit être le plus proche possible des capteurs, pour limiter les pertes thermiques dans le circuit primaire. On privilégiera un local chauffé, ou du moins isolé, pour que le ballon d'eau chaude se refroidisse moins vite. Ces détails ne doivent pas être négligés car ils peuvent vraiment influer sur la rentabilité finale de votre chauffe-eau solaire.

Le saviez-vous ?

Pour obtenir la meilleure efficacité de votre chauffe-eau, il est préférable de choisir des équipements éligibles aux aides financières (même si vous n'y avez pas droit). Ces normes vous assurent des modèles performants, qui vous permettront de faire de véritables économies d'énergie sur le long terme. Vous obtiendrez aussi une bien meilleure installation en vous équipant auprès d'un fournisseur unique. Tous les éléments devront être de la même marque pour fonctionner à leur pleine capacité. Enfin, vérifiez toujours que les professionnels auxquels vous faites appel sont agréés Qualisol. Cette charte vous garantit le savoir-faire et les compétences de votre interlocuteur.


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