Le panneau solaire thermique permettent de produire de l’eau chaude sanitaire et du chauffage grâce à l’énergie solaire. En utilisant une énergie renouvelable gratuite, vous faites jusqu’à 42% d’économies. Quand on parle de panneau solaire, on pense souvent au photovoltaïque. Mais il existe également un autre type de panneau solaire : le panneau solaire thermique, qui capte la chaleur du soleil pour produire de l’eau chaude sanitaire ou de chauffage d’appoint. Ainsi l’installation de panneaux solaires thermiques se démocratise, mais attention l’investissement est parfois assez lourd ( hormis les offres à 1 euro pour certains foyers, voir conditions*) Découvrez tout ce qu’il faut savoir sur le panneau solaire thermique dans cet article.
Panneau solaire thermique, c’est quoi ?
Un capteur solaire thermique ou capteur solaire ou chauffe-eau solaire individuel est un élément qui utilise l’énergie solaire pour chauffer l’eau. A ne pas confondre avec les panneaux photovoltaïques qui génèrent de l’électricité à partir du rayonnement solaire. Les capteurs solaires sont le plus souvent destinés à la production d’eau chaude sanitaire. Il peut également intervenir dans le chauffage de votre maison, appelé système solaire combiné SSC.
Le but est d’abord de capter la chaleur du soleil via 3 phénomènes physiques:
Effet corps noir : Le panneau est noir car la couleur noire absorbe la chaleur solaire.
Effet de serre : La chaleur piégée est généralement expulsée par rayonnement infrarouge. Après cela, il doit être fermé par une fenêtre.
Effet isolant : Grâce aux panneaux isolants, la chaleur absorbée doit être retenue. La chaleur piégée chauffe alors un fluide caloporteur, généralement de l’eau glycolée, contenu dans le capteur.
Ce fluide transfère l’énergie récupérée à l’eau chaude via un échangeur de chaleur, généralement dans un ballon d’eau chaude avec un chauffage d’appoint chaudière.
Différentes utilisation pour le Panneau solaire thermique.
Les panneaux solaires thermiques peuvent être utilisés dans de nombreuses applications différentes. Le chauffage à eau est le plus courant et le plus simple à mettre en place. Mais il est aussi possible de chauffer la maison avec plus de panneaux solaires. Les modules solaires hybrides et la technologie de production combinée de chaleur et d’électricité peuvent produire de l’électricité ainsi que de l’eau chaude. Enfin, la climatisation solaire est réservée aux bâtiments tertiaires.
Le chauffe-eau solaire
Le panneau solaire thermique capte la chaleur générée par le rayonnement du soleil afin de produire de l’eau chaude, qui peut ensuite être utilisée par le chauffe-eau solaire. Il s’agit d’un système qui produit de l’eau chaude sanitaire pour la douche, l’évier, les appareils ménagers…,
Le chauffe-eau solaire fournit une grande partie de l’eau chaude sanitaire d’un ménage (62 à 92 %). Par conséquent, votre système de chauffage traditionnel (ex. chaudière au gaz, pompe à chaleur) utilise beaucoup moins de combustible ou d’électricité. Cela vous permet de faire de belles économies d’énergie. De plus, il s’agit d’une énergie propre et renouvelable.
Le système solaire combiné SSC
Le panneau solaire thermique fonctionne selon un principe assez simple : un fluide caloporteur circule dans le panneau et absorbe la chaleur générée par le rayonnement du soleil. Ce fluide est ensuite envoyé vers le réservoir de stockage du chauffe-eau solaire, où il transmet sa chaleur à l’eau sanitaire.
Le chauffe-eau solaire est composé de plusieurs panneaux solaires thermiques d’une pompe et d’un réservoir de stockage.
Le panneau solaire thermique a encore une autre mode d’application : le système solaire combiné (SSC). Comme le chauffe-eau solaire, il produit de l’eau chaude sanitaire, mais un SSC produit également de l’eau pour les appareils de chauffage de la maison (radiateurs, chauffage au sol).
On parle aussi de chauffage solaire. C’est une application plus rare que le chauffe-eau solaire, car le système combiné nécessite un investissement très important pour être rentable a moins que vous bénéficiez de primes ou d’aides subventionné par l’État ( chauffage solaire a 1 euro, voir conditions* ).
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Quel est le Rendement d’une installation du Panneau solaire thermique ?
En moyenne un panneau solaire thermique produira entre 300 et 500kWh/(m².an) (source fournit par l ADEME).
Le rendement moyen d’un panneau solaire thermique est de 85% selon les technologies soit en moyenne 4 fois plus performant en puissance par mètre carré installé qu’un panneau solaire photovoltaïque.
Le rendement d’un panneau solaire est le rapport de l’énergie reçue à l’énergie disponible. Par conséquent, pour de meilleures performances, les pertes doivent être limitées principalement en raison des réflexions dépendantes de la direction. La plupart des autres pertes sont de nature thermique et sont dues au rayonnement externe du panneau lui-même. Pour les limiter, les panneaux doivent être bien isolés. Cependant, l’efficacité dépend également des conditions de température extérieure et du fluide. Les pertes dues au stockage, à l’énergie des pompes, etc. doivent également être prises en compte lors de l’examen de l’audit énergétique du système. Les panneaux surdimensionnés sont moins efficaces en raison d’une perte de chaleur plus élevée et de températures plus élevées. En général, l’efficacité globale d’un système solaire correctement dimensionné est d’environ 30 à 40 %.
Quelle surface de panneaux solaires thermiques pour une maison ?
La surface de panneaux thermiques nécessaire pour une maison varie selon plusieurs critères :
- la superficie de votre maison ;
- vos besoins : production d’eau chaude sanitaire seule, de chauffage seul ou des deux ;
- le taux d’ensoleillement de votre lieu d’habitation ;
- l’orientation et l’inclinaison de votre toiture.
En règle générale, il faut compter entre 1 m² et 1,5 m² par personne pour un taux de couverture qui se situe entre 50 et 70%
Installation de panneaux solaire thermique
Comme les systèmes photovoltaïques, les systèmes solaires thermiques sont généralement installés sur le toit, idéalement orientés au sud. Des panneaux solaires thermiques peuvent également être installés au sol ou sur un mur extérieur s’il n’y a pas assez d’espace sur le toit ou si le toit n’est pas bien positionné.
Par contre, l’angle d’inclinaison optimal n’est pas le même que pour les panneaux solaires. Les panneaux solaires thermiques tentent de capter le plus de chaleur possible pour améliorer les performances. Idéalement, la surface du panneau doit être perpendiculaire aux rayons du soleil. L’angle d’inclinaison optimal change tout au long de l’année, mais 60° est une ligne directrice car la demande de chauffage augmente en hiver. Cela permet d’obtenir les meilleurs rendements tout au long de l’année.
Pour allez plus loin
Panneau solaire thermique et différentes technologie
Capteur plan non vitré
Le tuyau parcouru par le fluide caloporteur est placé directement « sous le soleil ». Ce type de panneau solaire est moins cher mais a des performances moindres par rapport à d’autres solutions. Le plus couramment utilisé dans les concepts de préchauffage, de chauffage de piscine ou d’artisanat. L’isolation des panneaux est souvent faible ou inexistante. Le seul avantage est l’absence de risque de surchauffe.
Capteur plan vitré
Le capteur plan vitré est le système le plus utilisé pour l’alimentation en eau chaude. Le verre crée un « effet de serre » qui emprisonne les rayons du soleil dans un capteur pour optimiser leur contribution. Les rendements et les prix sont moyens. Un collecteur de courant à plaque plane sous verre peut collecter en moyenne 355 kWh par mètre carré et par an. Contrairement aux panneaux solaires photovoltaïques, les panneaux solaires thermiques sont plus « mats » et fermés.
Capteur tubulaire
Les capteurs tubulaires constituent la technologie avancée des panneaux solaires thermiques, ils sont aussi plus onéreux. Grâce à un système de double peau et de vide d’air, les apports solaires et les échanges sont optimisés d’où des rendements plus importants. Les capteurs tubulaires peuvent capter en moyenne 500kwh annuel par m². Ces panneaux sont également moins sensibles aux ombrages que les capteurs plans et fonctionnent mieux par rayonnement diffus. Leur implantation est également facilitée grâce à des ailettes inclinables et orientables à la demande. On peut par exemple les utiliser en position verticale comme garde corps sur un balcon tout en conservant des performances satisfaisantes. Plusieurs configurations sont possibles, notamment avec des systèmes à plusieurs fluides caloporteurs. Si les rendements sont très intéressants, les risques de surchauffe sont également plus importants et l’application pour une résidence peut ainsi, selon la région, ne pas être judicieuse.
Système Monobloc
Les systèmes monobloc possèdent le ballon de stockage directement à côté du ou des panneaux. Ils fonctionnent en thermosiphon (donc pas de pompe de circulation). C’est une solution peu performante puisque le ballon est à l’extérieur et les pertes thermiques du stockage sont donc plus importantes qu’avec un ballon situé à l’intérieur du bâtiment. A cela s’ajoute des contraintes architecturales supplémentaires et des risques de gel et de surchauffe.
Système à éléments séparés standart
Dans un système à éléments séparés, le ballon de stockage est situé à l’intérieur du bâtiment. Cela permet notamment de limiter les pertes par stockage. Cela diminue les contraintes architecturales supplémentaires de l’installation d’un ballon sur le toit mais il subsiste des risques de gel et de surchauffe.
Système à éléments séparés – auto-vidangeables
Certains systèmes, auto-vidangeables, permettent de supprimer les risques de gel et de surchauffe. En effet, dans ces cas précis à éviter, le circulateur s’arrête et les panneaux se vident (se vidangent) dans un réservoir prévu à cet effet. Comme il n’y a plus d’eau dans les panneaux, il n’y a plus de risque de gel ou de surchauffe. La configuration s’avère toutefois légèrement plus complexe que la précédente (il faut être sûr que le ballon se vidange correctement).
Quel type de capteur choisir pour son panneau solaire ?
Tout dépend de votre budget et de votre consommation d’eau chaude sanitaire.
Les capteurs plans opaques sont plutôt bon marché, mais ils ont un faible rendement. Ils se prêtent plutôt à des applications spécifiques, comme le chauffage d’une piscine en été.
Les capteurs plans vitrés sont les plus courants, et il s’agit d’un bon choix si vous avez une consommation normale d’eau chaude sanitaire.
Enfin, les capteurs à tubes sous vide sont les plus performants, mais aussi les plus onéreux. Il s’agit d’un bon choix si vous avez besoin d’une grande quantité d’eau chaude sanitaire, surtout en hiver, ou si vous souhaitez réaliser un système solaire combine (ECS et chauffage).
Contrairement à ce que l’on peut tous lire sur internet nos conseils sont basés sur ce que vous souhaitez en faire.. Le système de chauffage par le sol est plus performant. Des panneaux solaires plats sont utilisés dans ces régimes de température. Les courbes d’efficacité des collecteurs de courant à plaques plates montrent que l’utilisation de ce type présente des avantages distincts. Aussi le chauffage de l’eau est très intéressant. Il est parfaitement adapté aux conditions climatiques de notre pays, robuste et insouciant. Les capteurs solaires à tubes sous vide sont recommandés pour les installations de toiture orientées est-ouest. En effet, la forme ronde du tube lui permet de mieux capter le rayonnement solaire aux grands angles.
Prime et aides pour l’installation d’un chauffe-eau solaire
Nous vous avons donc concoctée la liste des 7 aides et primes de l’État disponibles pour votre projet de chauffage solaire .
MaPrimeRenov panneau solaire
Cette prime est un dispositif qui s’adresse à tous les propriétaires occupants .
MaPrimeRenov’ peut vous aider à financer l’achat d’un système solaire combine . Cependant, son montant varie en fonction de votre tranche fiscale du ménage bénéficiaire et du gain écologique du projet qui sera financé.
Quel revenu fiscal pour prime renov 2022 ?
Ressources des foyers | Montant accordé |
Bleu (très modestes) | 8.000 € par équipement |
Jaune (modestes) | 6.500 € par équipement |
Violet (intermédiaires) | 4.000€ par équipement |
Rose (aisés) | non éligible |
La Prime Energie panneau solaire, dispositif CEE (Certificat d’Économie d’Énergie)
Les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE), aussi appelés « Prime Energie », sont un dispositif d’obligation aux obligés créé par l’État. Son objectif est de pousser les foyers à faire des travaux pour améliorer les performances énergétiques de leur logement, via une prime versée par des sociétés. Ainsi, la prime CEE « Coup de pouce chauffage » donne la possibilité de bénéficier d’une aide financière pour les panneaux solaires .
Néanmoins, afin de profiter de cette prime, il est nécessaire que les travaux soient réalisés par un professionnel certifié RGE. En addition, cette aide financière est cumulable avec d’autres subventions, à l’instar de l’éco-prêt à taux zéro, ou bien « MaPrimeRenov ». Les montant attribues vont de 2.700 a 4.300 euro.
MaPrimeRénov Sérénité
MaPrimeRénov’ Sérénité, auparavant « Habiter Mieux Sérénité » est une prime proposée par l’Anah. Elle finance les projets de travaux permettant un gain de performance énergétique global d’au moins 35 %. L’installation d’un chauffage solaire en fait partie. Elle est plafonnée à 30 000 € et permet de financer des travaux :
- à hauteur de 35 % du coût des travaux pour les ménages modestes ;
- à hauteur de 50 % du montant total HT des travaux pour les foyers très modestes.
Cette aide est cumulable avec l’éco-PTZ, la TVA à 5,5 % et le chèque énergie. Elle deviendra cumulable avec la prime énergie en juillet 2022.
L’éco-prêt à taux 0 (éco-PTZ)
L’éco-PTZ est un crédit bancaire avec un taux d’intérêt à 0 %. D’un montant maximal de 50.000 € à partir du 1er janvier 2022, il vise à aider tous les foyers sans condition de revenus à financer leurs travaux de rénovation thermique, avec un chauffage solaire.
Pour l’obtenir, rapprochez-vous d’une banque ayant signé un accord avec l’État.
Le chèque énergie
En circulation depuis 2018, le chèque énergie est une somme accordée annuellement aux ménages modestes pour les aider à financer leurs factures énergétiques domestiques comme le gaz, l’électricité, le fioul, le bois de chauffage… Il peut également être utilisé pour financer des travaux d’isolation réalisés par un professionnel RGE.
Son montant oscille entre 48 et 227 € TTC. Les bénéficiaires n’ont aucune démarche à entreprendre : ils reçoivent automatiquement au printemps le chèque. Celui-ci est valable pour un an. Il peut être converti en chèque travaux valable 2 ans.
La TVA à 5,5 %
En ayant recours au service d’un professionnel pour la réalisation de vos travaux, vous pouvez bénéficier d’une TVA à taux réduit de 5,5 % sur l’achat de vos matériaux et outils. Ce professionnel n’a pas besoin d’être RGE.
Les aides locales
Chaque région est libre de proposer à ces habitants les aides qu’elles souhaitent. Ainsi , plusieurs régions sont fortement engagées dans la transition énergétique, rapprochez-vous de votre mairie pour les connaître !
Choisir un installateur de panneau solaire thermique
Si vous envisagez de faire appel à un professionnel certifié RGE Qualisol pour d’installer un chauffage solaire, il est important d’effectuer plusieurs relevés. Pour cela, vous pouvez utiliser notre formulaire de devis en ligne gratuite et sans engagement.
Pour cela, Conseils Thermiques s’associe à plusieurs partenaires afin de vous mettre en relation avec des artisans locaux certifiés RGE. Vous pourrez ainsi étudier plusieurs propositions techniques et commerciales gratuitement et sans engagement.
Guerin Sophie
Militante pour la transition écologique depuis plus de 20 ans, j'ai rejoint l'équipe de France Énergie en Octobre 2017 pour promouvoir l'ensemble des aides disponibles sur le territoire français, et aider nos ménages à créer un environnement plus responsable de notre belle planète.