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Panneaux solaires thermiques : ce qu’il faut savoir

L'énergie solaire est un bon moyen de faire des économies ! En choisissant les panneaux solaires thermiques pour répondre à vos besoins en eau chaude et en chauffage, vous pouvez réduire votre facture de 40 %. Apprenez-en plus sur leur fonctionnement, leur installation et leurs avantages !
Temps de lecture : 9 min
Rédigé par : S.

Panneaux solaires thermiques : comment ça marche ?

Le soleil est une source d’énergie gratuite et inépuisable. Les panneaux thermiques vous en font profiter pour réduire votre consommation d’énergie fossile et réduire vos dépenses énergétiques. Découvrez comment fonctionne ce système de chauffage à énergie renouvelable…

Un système de chauffage solaire

Les panneaux solaires thermiques permettent de chauffer l’eau grâce à l’énergie solaire.
Au contraire des panneaux photovoltaïques qui produisent de l’électricité, les panneaux thermiques produisent donc de la chaleur. Il est important de ne pas les confondre…

Les panneaux solaires thermiques ou capteurs solaires thermiques peuvent vous approvisionner en eau chaude sanitaire et couvrir une partie de vos besoins en chauffage et climatisation.
Certains systèmes tels que le chauffe-eau solaire individuel (CESI) ne produisent que de l’eau chaude sanitaire, tandis que d’autres, tels que le système solaire combiné (SSC) font les deux. Vous avez donc le choix entre un système individuel ou un système combiné.

Les panneaux thermiques ont l’avantage d’être compatibles avec la plupart des équipements de chauffage : radiateurs basse température et plancher chauffant. Vous pourrez donc facilement raccorder vos panneaux solaires thermiques à votre réseau hydraulique existant.

Adrien, référent technique rénovation

Un principe de fonctionnement simple…

Vous vous demandez comment les panneaux thermiques parviennent à capter la chaleur des rayons du soleil ? C’est grâce à leur surface bien particulière. Trois effets spécifiques assurent la chauffe optimale du fluide caloporteur qui circule en sous-face :

  • L’effet de corps noir : la couleur noire absorbe la chaleur du soleil.
  • L’effet de serre : la surface vitrée piège les rayons infrarouges porteurs de chaleur.
  • L’effet isolant : l’isolation thermique des panneaux aide à conserver cette chaleur.

… avec deux variantes 

Les panneaux thermiques font circuler le fluide caloporteur de deux façons : soit à l’aide d’une pompe, soit par convection naturelle…

Chauffe-eau solaire

Le système à circulation forcée (avec pompe)

Chauffe-eau solaire à thermosiphon

Le thermosiphon (convection naturelle)

Dans un système à circulation forcée, l’équipement de chauffage fonctionne à l’aide d’une pompe de circulation solaire. C’est elle qui fait circuler le fluide caloporteur des panneaux solaires thermiques jusqu’au ballon de stockage. Un échangeur thermique assure ensuite la transmission de chaleur à l’eau du cumulus.

Alors que certains modèles laissent la pompe fonctionner seule, d’autres disposent d’un régulateur connecté à des sondes de température. Ce régulateur permet de coordonner le système de chauffe de manière optimale mais aussi d’éviter tout risque de surchauffe de l’eau. C’est alors l’installation toute entière qui est sécurisée.

Le système à convection naturelle repose sur un principe simple. À savoir que l’eau chaude moins dense monte et que l’eau froide plus dense descend. Dans un tel système, pas besoin de pompe ni d’échangeur thermique. Une fois chauffé, le fluide caloporteur monte naturellement dans le ballon de stockage, puis, quand il a refroidi, descend tout aussi naturellement dans les panneaux thermiques solaires.

Pour que cela fonctionne, il est toutefois nécessaire que le ballon de stockage soit placé plus haut que les panneaux thermiques. Ce qui n’est pas toujours facile à mettre en œuvre. La pose d’un clapet est aussi incontournable pour éviter que le système de convection naturelle ne s’inverse.

 

Les types de capteurs et de systèmes thermiques

Avant de choisir vos panneaux solaires thermiques, faites le point sur vos besoins, l’emplacement éventuel de votre nouvel équipement et de votre budget. Vous pourrez ainsi choisir le type de technologie qui est le plus approprié à votre projet d’installation solaire. Découvrez les points forts des capteurs thermiques les plus utilisés…

Capteurs plan non vitré

Ces capteurs sont constitués d’un absorbeur métallique plat exposé directement au soleil. Plutôt économiques, ils se caractérisent par un faible rendement et une faible isolation thermique. En général, leur usage est réservé au chauffage de l’eau de piscine ou à la fourniture de chaleur pour des applications basse température (préchauffage). À bon entendeur !

Capteurs plan vitré

L’avantage des capteurs plan vitré, c’est qu’ils sont recouverts d’une vitre. La vitre crée un effet de serre qui piège les rayons du soleil à l’intérieur des capteurs thermiques. En conséquence, leur efficacité est meilleure et leur durée de vie plus longue. Ils peuvent capter 350 kWh annuel par m² ce qui est une bonne performance. Notez que ce sont les systèmes les plus courants pour la production d’eau chaude et qu’ils peuvent aussi servir à chauffer votre maison. Vous les reconnaîtrez à leur aspect mat et uni.

Capteurs tubulaires 

Formés d’un certain nombre de tubes sous-vide individuels ou d’un collecteur solaire sous-vide pour éviter toute perte de chaleur, les capteurs tubulaires recourent à une technologie avancée. Le système de double peau et de vide d’air optimise les apports solaires. Moins sensibles aux ombrages, efficaces même par rayonnement diffus, faciles à implanter grâce à leur ailettes inclinables et orientables, les capteurs tubulaires offrent un rendement supérieur. Comptez 500 kWh par m² en moyenne. À privilégier si vous habitez une région moins ensoleillée.

Chauffe-eau solaire à thermosiphon

Système monobloc

Chauffe-eau solaire

Système à éléments séparés

Panneaux solaires thermiques autovidangeables

Système à éléments séparés
auto-vidangeables

Dans un système monobloc, le ballon de stockage est placé juste à côté des panneaux thermiques. Pourquoi ? Parce qu’il fonctionne par convection naturelle (thermosiphon). Le premier inconvénient c’est que les pertes thermiques sont plus importantes dans cette configuration ce qui le rend moins performant. Le deuxième, c’est qu’il y a des risques de gel et de surchauffe… Il détient toutefois un vrai plus : sa facilité d’installation. Si vous souhaitez couvrir vos besoins en eau chaude sanitaire, il peut être une bonne option.
Comme sa dénomination l’indique, ce système sépare les capteurs thermiques du réservoir de stockage. Grâce à l’installation de son ballon de stockage à l’intérieur de la maison, ce système limite les pertes thermiques liées au stockage de l’eau chaude ainsi que les risques de gel et de surchauffe. Bien plus, il permet une grande flexibilité dans l’installation de votre équipement. Un bon choix pour vous approvisionner en eau chaude sanitaire et même votre système de chauffage central.
Ce type de panneaux solaires thermiques fonctionne sur le même principe que le système à éléments séparés classiques. Sa configuration est un peu plus complexe à cause de son système de vidange automatique. Son point fort est de supprimer tout risque de gel et de surchauffe. Si vous habitez une zone géographique où les conditions climatiques favorisent le gel et/ou un fort ensoleillement, ce système est une excellente solution.

 

Les clés d’une installation solaire réussie

Implantation, dimensionnement, rendement… tous ces facteurs sont déterminants pour la rentabilité de vos panneaux solaires thermiques. Découvrez nos recommandations pour faire les bons choix au moment de l’installation !

L’importance de l’implantation

Vous le savez, les apports solaires varient selon la zone géographique où vous vous trouvez. La production d’énergie solaire est donc plus importante dans les régions où le rayonnement solaire est important. Mais ce n’est pas le seul facteur à prendre en compte. L’inclinaison et l’orientation des panneaux solaires thermiques jouent aussi un rôle crucial. Pour assurer leur bonne productivité, veillez à respecter une inclinaison d’environ 45° avec une orientation proche du Sud (Sud-Est ou Sud-Ouest).

Le choix du dimensionnement

Pour bien dimensionner vos panneaux solaires, vous devez évaluer vos besoins en eau chaude et chauffage (si vous souhaitez aussi y répondre). Pour ce faire, comptez environ 1,5 m² de panneaux solaires par personne pour un taux de couverture de 50 à 70 %.

Grâce à un bon dimensionnement, vos panneaux solaires thermiques auront un bon rendement et fonctionneront de façon optimale. Lorsque les besoins en eau chaude et chauffage sont insuffisants, les panneaux solaires risquent la surchauffe en été : à éviter absolument !

L’attention au rendement

Le rendement de vos panneaux solaires ? C’est le rapport entre l’énergie reçue et l’énergie utile. Les experts considèrent qu’un excellent rendement se situe entre 30 et 40 %. Pour atteindre cet objectif, l’enjeu est pour vous de limiter au maximum les pertes thermiques. Cela passe par :

  • la bonne orientation de vos panneaux solaires, pour éviter les pertes issues de la réflexion ;
  • une bonne isolation de votre système solaire ;
  • le taux de couverture adapté à la configuration de votre installation et à vos besoins ;
  • la technologie utilisée pour capter les rayons du soleil.

Si vous habitez une région à faible ensoleillement, privilégiez les capteurs tubulaires sous vide (tubes en verre) qui conservent leur performance même par un rayonnement diffus. Vous serez assuré d’un meilleur rendement.

Adrien, référent technique rénovation

 

Les panneaux solaires thermiques en pratique

Maintenant que vous savez comment choisir, implanter, dimensionner et optimiser vos capteurs solaires thermiques, rentrons dans des démarches plus terre à terre. Découvrez comment choisir votre installateur, entretenir votre équipement et prévisionner votre budget pour une telle rénovation énergétique.

Le choix de l’installateur

Une bonne installation requiert un bon installateur ! Choisissez un professionnel certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) et Qualisol.

  • La certification RGE est une reconnaissance accordée par les pouvoirs publics et l’ADEME (Agence de la transition écologique) à des professionnels du bâtiment et des énergies renouvelables engagés dans une démarche de qualité. Sachez qu’elle est aussi une condition d’éligibilité aux aides financières.
  • La certification Qualisol garantit quant à elle que votre artisan est spécialisé dans l’installation d’équipements solaires thermiques à usage domestique. En général, la première certification ne va pas sans l’autre.

Les modalités d’entretien

Une fois vos panneaux thermiques installés, quelques règles d’entretien s’imposent. Vous devez les faire contrôler une fois par un par votre installateur solaire. En dehors de ce contrôle annuel, vous pouvez assurer le bon fonctionnement de votre installation en procédant à son nettoyage (sont concernés les capteurs et le ballon de stockage) et à sa surveillance régulière. C’est aussi une façon d’optimiser son efficacité et de garantir sa durée de vie.

Le prix de l’installation solaire

Le prix d’une installation solaire varie surtout en fonction de la technologie que vous choisissez et de vos habitudes de consommation. Plus les panneaux thermiques sont efficaces, plus ils sont chers. De la même façon, plus l’installation est grande, plus elle est coûteuse. En général, prix d’une installation solaire s’échelonne entre 900 et 1 700 €/m² de capteurs thermiques.

Ce coût peut être pondéré par les économies d’énergie que vous prévoyez. Pour tomber juste dans vos prévisions, pensez à tenir compte du climat de votre région (besoin d’un chauffage d’appoint) et à la couverture de vos besoins en eau chaude sanitaire en hiver (besoin d’un chauffe-eau d’appoint).

 

Les aides financières pour panneaux thermiques

Avec un coût d’investissement élevé, l’installation de panneaux thermiques et des équipements qui vont avec n’est pas toujours facile à financer. Sachez que les capteurs solaires ne sont pas financés par les dispositifs d’aide majeurs tels que la Prime Énergie Sonergia et MaPrimeRénov’. Heureusement, les équipements solaires comme le système solaire combiné le sont ! Pour vos capteurs, étudiez la possibilité de bénéficier de la TVA à 5,5 % et d’éventuelles aides locales.

TVA à 5,5 %

Avec son taux préférentiel, la TVA réduite à 5,5 % réduit encore le coût de vos travaux. Elle vous permet d’acheter vos matériaux et vos équipements à prix réduit et de faire baisser le coût de la main d’œuvre que vous employez. À ne pas laisser passer !

Quid des aides locales ?

Pour réduire davantage le budget de vos travaux, vous pouvez aussi trouver un appui financier auprès des collectivités locales. Pour connaître les aides proposées par votre commune ou votre région, consultez l’outil de l’agence nationale pour l’information sur le logement (ANIL) : toutes y sont recensées !

 

Ce que les panneaux thermiques vous font gagner

Une flexibilité dans vos usages 

Les panneaux solaires thermiques peuvent vous fournir de l’eau chaude sanitaire mais aussi du chauffage. À vous de choisir selon votre système de chauffage actuel, votre situation géographique (apports solaires) et les besoins de votre foyer.

Une baisse de vos factures

L’énergie solaire est gratuite et inépuisable. Les panneaux thermiques sont donc une solution pour éliminer un poste de dépense, habituellement consacré à l’électricité ou au gaz. Selon l’usage que vous en faites, vous pouvez économiser jusqu’à 80 % de votre facture d’eau chaude et 40 % de votre facture de chauffage. Des économies substantielles !

Un impact environnemental réduit 

Grâce à vos panneaux solaires thermiques, vous émettrez beaucoup moins de CO2. À votre échelle, vous limiterez donc l’impact des activités humaines sur le climat. Choisir l’énergie solaire c’est s’inscrire dans une démarche plus écoresponsable.

Une valorisation de votre bien immobilier

La performance énergétique des bâtiments est un facteur de valorisation financière. En témoigne l’importance de l’étiquette énergétique dans le cadre d’une vente. L’installation de vos panneaux solaires thermiques permettra donc de valoriser votre bien auprès d’éventuels acheteurs ou locataires.

 

Les panneaux solaires thermiques en bref
  • Les panneaux thermiques fonctionnent avec une énergie gratuite et illimitée.
  • Ils couvrent vos besoins en eau chaude sanitaire et en chauffage (en partie).
  • Ils vous offrent jusqu’à 40 % d’économies sur vos factures de chauffage.
  • Les capteurs solaires ne sont pas soutenus par les dispositifs d’aide financière de l’État.
    Mais les équipements solaires qui leur sont associés si !

 

Nos équipes répondent à vos questions

Quel est le rendement d’un panneau solaire thermique ?

Le rendement d’un panneau solaire thermique est le rapport entre l’énergie absorbée et l’énergie transmise. Il va surtout dépendre du type de panneau solaire thermique installé. Un rendement de 30 à 40 % est considéré comme un excellent résultat. À retenir pour bien choisir votre futur équipement solaire !

Combien faut-il de panneaux solaires thermiques pour une maison ?

Tout dépend des usages que vous envisagez… La surface de capteurs à prévoir est plus importante si vous souhaitez vous chauffer que si vous voulez produire de l’eau chaude sanitaire. Il vous faudra aussi tenir compte de l’ensoleillement de votre région et de l’orientation de vos panneaux. Comptez 10 m² de capteurs (installation de 3 kWc) pour chauffer une maison de 100 m² et produire de l’eau chaude pour 4 personnes.

Quels sont les inconvénients des panneaux solaires thermiques ?

Leur faible rendement en hiver, qui impose de disposer d’un chauffage d’appoint. Mais aussi leur coût de base important, sachant que les capteurs solaires ne donnent pas droit à des aides financières substantielles au contraire des équipements solaires (chauffe-eau solaire et système solaire combiné).
Rédigé par : Stéphanie

Sensible aux enjeux de la transition écologique, Stéphanie se consacre à partager ses découvertes sur les travaux de rénovation énergétique. À travers ses articles, elle souhaite vous aider à faire des choix plus responsables pour votre logement et la planète.