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NLPanneau solaire thermique : prix, avantages et fonctionnement
Comment fonctionne un panneau solaire thermique ? Pourquoi en installer ? Quel type de panneau choisir ? À quel prix ? Est-ce avantageux et rentable ? Voici tout ce qu’il faut savoir pour procéder à l’installation de panneaux solaires.
Qu’est-ce qu’un panneau solaire thermique ?
Un panneau solaire thermique est un panneau qui permet de chauffer l’eau de votre maison grâce à la lumière du soleil. Contrairement aux panneaux photovoltaïques, il ne va pas transformer l’énergie solaire en électricité, mais il va l’utiliser pour chauffer la maison et vous fournir de l’eau chaude. Ce type de panneau fait partie des systèmes d’énergie renouvelable les plus populaires.
Fonctionnement
Le principe du panneau thermique est assez simple. Celui-ci absorbe jusqu’à 90 % de la lumière du soleil et transforme son énergie pour servir de chauffe-eau solaire en fournissant de l’eau chaude sanitaire, ou bien en alimentant votre système de chauffage hydraulique.
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Pour capter cette énergie solaire, le panneau, constitué d’un châssis et d’un isolant, se positionne sur le toit. Ce qui lui permet d’absorber les rayons du soleil, ce sont trois systèmes physiques :
- L’effet de corps noir : la couleur noire attire les rayons du soleil. La plupart des panneaux thermiques sont noirs pour cette raison.
- L’effet de serre : la vitre sert à piéger les rayons infrarouges tentant de sortir, et provoque dès lors un effet de serre augmentant la chaleur.
- L’isolation : le panneau solaire est bien isolé pour garder cette chaleur.
Les capteurs thermiques sont en contact avec des tubes qui contiennent un fluide caloporteur. Ce fluide conserve la chaleur et le véhicule jusqu’à un ballon d’eau chaude équipé d’un échangeur qui permet de transférer la chaleur du liquide dans l’eau chaude du ballon.
À quoi sert un panneau solaire thermique ?
L’utilisation la plus courante de ce type de panneau est celle du chauffe-eau solaire qui permet d’avoir une eau chaude sanitaire avec un petit nombre de panneaux installés.
Les panneaux thermiques sont aussi fort utilisés pour le chauffage central, mais cela nécessite d’avoir une plus grande surface de panneaux. Et qui dit plus de panneaux, dit aussi un investissement budgétaire plus conséquent.
Certains panneaux sont hybrides : ils sont photovoltaïques et thermiques en même temps. Cette option est intéressante, car elle permet de rentabiliser le photovoltaïque lorsqu’il est en basse production d’électricité.
Ils peuvent aussi être utilisés en cogénération, c’est-à-dire qu’ils sont mixés avec un autre système de production énergétique. Ce système permet de produire de l’énergie renouvelable, et en même temps de pouvoir pallier un déficit de production énergétique lorsque, par exemple, le soleil ne veut pas pointer le bout de son nez.
Enfin, il est aussi possible d’avoir une climatisation solaire. Celle-ci utilise plusieurs systèmes : le vortex, l’absorption, l’adsorption et l’évaporation. Étant donné que ce type de climatisation résulte d’une technologie très récente, elle est encore peu utilisée chez les particuliers. Il est tout de même possible de contacter un professionnel pour évaluer la possibilité d’installer une climatisation solaire chez soi.
Pourquoi installer des panneaux solaires ?
Vous vous demandez quels sont les avantages des panneaux solaires thermiques ? Il y en a plusieurs !
Réduction de la facture énergétique et rentabilité
Mis à part l’installation qui constitue un certain investissement, l’énergie solaire est gratuite. La différence avec les autres systèmes de chaudière et de chauffage est assez grande. On estime qu’en moyenne, la facture énergétique est réduite de 10 % par an, mais cela peut atteindre les 60 %. Dans le tableau ci-dessous, vous pouvez voir l’économie estimée par an, ainsi que la réduction de l’empreinte carbone.
| Système | Économie sur la facture d’énergie (€/an) | Économie sur le dioxyde de carbone (kgCO2/an) |
|---|---|---|
|
Gaz |
60€ |
260 kg |
|
Mazout |
75€ |
340 kg |
|
Charbon |
70€ |
520 kg |
|
Électricité |
70€ |
220 kg |
|
Radiateur électrique |
102€ |
300 kg |
Réduction de l’empreinte carbone et production d’énergie renouvelable
Vous l’avez vu ci-dessus, le choix du panneau thermique permet de réduire énormément la pollution. La différence avec la pollution des combustibles comme le charbon est flagrante, mais la réduction de l’empreinte carbone est aussi très grande si on la compare à celle de l’électricité.
Peu d’entretien nécessaire
Ce type de panneaux solaires ne nécessite pas beaucoup d’entretien. S’ils sont faciles d’accès, vous pouvez les nettoyer une à deux fois par an à l’aide d’une éponge douce et d’eau. Par facilité, il est toujours conseillé de souscrire à un contrat d’entretien avec l’installateur, de manière à garantir facilement la longévité de vos panneaux solaires.
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Et les inconvénients ?
- Le risque de masque solaire : si le panneau solaire est mal positionné, il court le risque de masque solaire. Ce phénomène est celui qui empêche les rayons du soleil d’atteindre directement le panneau solaire thermique. Les éléments du toit, la végétation autour de la maison et l’environnement urbain peuvent provoquer de l’ombre à l’endroit où se situe le panneau solaire. Il faut donc bien y faire attention. À cette fin, vous pouvez observer votre toit pendant différentes saisons avant d’installer le panneau solaire, ou bien, faire appel à un professionnel.
- Les risques de gel : Le fluide caloporteur est, comme tous les liquides, sensible au gel. Même s’il est en partie constitué d’une solution antigel, celle-ci n’est pas suffisante lors de certaines conditions climatiques. C’est dans ces situations que les systèmes autovidangeables sont recommandés.
- Les risques de surchauffe : lors des grandes chaleurs, la température peut monter à plus de 200°. Un professionnel vous expliquera quelles sont les décisions à prendre pour éviter ce risque. Parmi celles-ci : le choix du bon dimensionnement de la surface des capteurs, l’autovidange, une régulation de refroidissement nocturne… Souvent, les installations sont prévues de manière à ce que ce risque soit limité, le professionnel pourra vous conseiller sur l’installation qui correspond le plus à vos besoins, et l’entretien nécessaire.
Les types de panneaux thermiques
Il existe différents types de panneaux solaires thermiques. Ceux-ci sont caractérisés par des technologies différentes qui ont une capacité de captation propre, et des prix différents.
Le rendement des panneaux se calcule grâce à :
- Leur sélectivité : qualité d’absorption de l’absorbeur qui varie en fonction du matériau
- Le rendement optique du verre solaire
- L’isolation du capteur
Les différentes technologies
Le capteur plan non vitré
Le capteur plan non vitré est le panneau solaire le moins cher, mais aussi le moins efficace. Dans celui-ci, les tubes contenant les fluides caloporteurs sont positionnés directement au soleil. Vu que leur isolation est quasi inexistante, ils présentent moins de risques de surchauffe.
Son rendement optique est parmi les plus hauts, il monte à 90 %, mais par contre sa capacité de conservation de la chaleur est basse. Il faut compter une capacité de réchauffement de l’eau allant de 0 à 20°. C’est la raison pour laquelle il est souvent privilégié pour le préchauffage ou pour le chauffage des piscines.
Le capteur plan vitré
Le panneau à capteur plan vitré est le système le plus populaire. Il est davantage utilisé pour l’eau chaude sanitaire. Ce panneau est constitué d’une vitre qui peut emprisonner les rayons infrarouges. C’est le fameux système à effet de serre.
Son rendement optique est plus bas, il atteint les 75-80 %, mais sa capacité de conservation de la chaleur peut atteindre les 100°. Son prix est aussi assez abordable.
Le capteur tubulaire
Le capteur tubulaire est le système le plus avancé. Il est moins sensible au masque d’ombre et son installation est très facile. Il est constitué de tubes sous vide qui permettent un effet de serre comme avec le capteur plan vitré.
Il peut avoir des absorbeurs sur cuivre ou des absorbeurs sur verre. Ceux-ci atteignent un rendement optique de : 50 à 70 % pour l’absorbeur sur verre et 75 à 85 % pour l’absorbeur sur cuivre. Pouvant dépasser les 100° de chauffe, il est utilisé pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire et la climatisation solaire.
Les deux systèmes
L’installation d’un panneau solaire thermique nécessite la pose d’un panneau, mais aussi le placement d’un ballon de stockage. C’est lui qui permet de transférer la chaleur dans l’eau courante de la maison.
Le système monobloc
Le système monobloc est le moins esthétique. Il permet cependant de ne pas installer de pompe de circulation de l’eau. Le problème de ce système est le risque de surchauffe et de gel élevé.
Le système à éléments séparés
Dans ce système, le ballon de stockage se situe à l’intérieur du bâtiment. Il a des capacités de stockage plus grandes et diminue les contraintes architecturales. Il est lui aussi sensible au risque de gel et de surchauffe, mais moins que le système monobloc.
Certains de ces systèmes sont autovidangeables. Cela signifie que lorsqu’un risque de gel ou de surchauffe se présente, le ballon se vide automatiquement et libère ainsi l’eau des panneaux solaires. Leur installation est néanmoins plus coûteuse et plus complexe.
Panneau solaire thermique : prix en Belgique
Le prix de l’installation de panneau solaire thermique varie entre 800 € et 1200 €. Les capteurs solaires non vitrés sont parfois plus économiques et les panneaux thermiques les plus chers sont ceux à capteurs combinés. Le prix du panneau solaire varie en fonction :
- De la technologie du panneau : capteur plan non vitré, capteur plan vitré, capteur tubulaire…
- Du système d’installation choisi : système monobloc, système à éléments séparés, système avec autovidange, chauffe-eau solaire individuel…
- De l’usage recherché : production d’eau chaude sanitaire ou chauffage.
- Du volume du ballon de stockage
Le coût de la main-d’œuvre dépendra aussi du système choisi. Elle représente en général 20 % de la facture totale. Trouvez ci-dessous les prix en fonction des technologies.
| Technologie | Rendement optique | Température de chauffe | Prix moyen/m² |
|---|---|---|---|
| Capteur solaire plan sans ballon de stockage | Non vitré : 90 % Vitré : 75 – 80 % | Non vitré : 0-20° Vitré : 20-100° | 400 – 1000 € |
| Capteur solaire plan avec ballon de stockage | Selon la technologie choisie | Selon la technologie choisie | 1000-2000 € |
| Capteur tubulaire sous vide | Verre : 50 – 70 % Cuivre : 75 – 85 % | > 100 ° | Minimum 1200 € |
| Chauffe-eau monobloc | Selon la technologie choisie | Selon la technologie choisie | Minimum 1000 € |
| Capteur combiné | Selon la technologie choisie | Selon la technologie choisie | 13 000 € /15 m² |
Pour un panneau solaire thermique pas cher, certaines personnes optent pour le panneau solaire thermique fait maison. Cette option est certes bon marché, mais elle n’est pas toujours conseillée. Premièrement parce que le rendement est moins bon qu’avec les panneaux thermiques professionnels, deuxièmement puisque cela peut être dangereux. En effet, le risque de surchauffe du liquide est réel et un panneau fait maison peut être peu étanche.
Des “kits panneau solaire thermique”existent aussi. Attention, ceux-ci peuvent ne pas correspondre du tout à votre habitation ou à vos besoins. De plus, vous ne pouvez pas savoir si ceux-ci présentent des défauts de fabrication. Même pour ce genre d’installation, il est conseillé de demander l’avis d’un expert professionnel.
L’installation
Les critères nécessaires
Certains critères doivent être évalués lors de l’installation :
- L’ensoleillement : Comme nous l’avons dit précédemment, le masque solaire peut impacter fortement le rendement de vos panneaux thermiques. Il faut bien faire attention à l’environnement avoisinant la maison, et connaître l’espace disponible sur la toiture et son orientation.
- Le ballon d’eau chaude : La plupart du temps, les ballons de stockage ne sont pas encore installés dans la maison. Ce critère est à prendre en compte dans l’évaluation des devis.
Les deux systèmes de configuration
Lors de l’installation de panneaux solaires thermiques, la technologie du panneau et son système ne sont pas les seuls choix à effectuer. Vous devez aussi décider quelle est la configuration qui vous convient. En effet, vous devez considérer comment vous voulez que le liquide caloporteur circule dans votre installation.
La première solution peut être une circulation à l’aide d’une pompe. Idéalement, celle-ci devrait être intelligente, de manière à réguler le flux en fonction de la température extérieure.
La deuxième solution est celle du thermosiphon. Le liquide circule grâce à une dynamique physique : l’eau chaude est plus légère que l’eau froide, ce qui crée une circulation naturelle. Ce système nécessite l’installation du ballon à une hauteur supérieure que celle du panneau. Les panneaux monoblocs sont utiles dans ce cas-là. Un clapet anti-retour doit aussi être installé de manière que la circulation de l’eau ne change pas.
Combien de panneaux faut-il installer ?
La quantité de panneaux va dépendre de l’utilisation que vous voulez en faire : chauffage, eau courante… et de la quantité d’eau chaude que vous utilisez par jour et du volume du ballon. En moyenne, on considère qu’il faut une installation de 2 m² pour un ballon de 200 litres et de 7 m² pour un ballon de 500 litres.
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La puissance du débit
Si vous avez opté pour un système avec une pompe, votre installateur vous aidera aussi à savoir quel est le débit de circulation du fluide caloporteur nécessaire. Votre installation peut être “high flow”, ce qui signifie qu’elle aura un débit de +/- 40 à 60 litres/heure.m², low flow (+/- 15 à 20 litres/heure.m²), ou “mix flow” : ce qui signifie qu’elle aura un débit variable.
Il y a-t-il des primes pour l’installation ?
Des primes et des subsides existent pour l’installation des panneaux solaires. Comme d’habitude, ceux-ci varient en fonction des régions.
Primes en Wallonie
La Région wallonne a mis en place une prime pour les panneaux solaires thermiques nommée Soltherm. Le montant dépend du bâtiment dans lequel a été effectuée l’installation. La surface minimale exigée est de 2 m², et le montant est forfaitaire en fonction de la surface de panneaux posés. Les primes provinciales et communales sont cumulables. Trouvez plus d’informations sur les primes en Wallonie ici.
Primes à Bruxelles
Une prime est aussi disponible à Bruxelles. Celle-ci exige une surface minimale de 2 m² et maximale de 4 m². L’installation doit obligatoirement être faite par un installateur certifié RESCert, les capteurs doivent posséder le label Solar Keymark Capteurs et le ballon doit être de classe énergétique A. En 2021, un bonus supplémentaire est attribué pour la sortie du mazout. Toutes les informations se trouvent sur cette page.
Primes en Flandre
Du côté flamand, la prime pour le chauffe-eau solaire équivaut à 550 € par mètre carré installé. Cette prime a un plafond de 2 750 € et ne peut atteindre que maximum 40% du montant total de la facture. À cela, vous pouvez ajouter, si vous avez fait au moins deux autres travaux d’amélioration écoénergétique, le bonus total rénovation. Le montant varie en fonction du nombre d’investissements.
