Comprendre le fonctionnement des panneaux solaires thermiques
Avant toute chose, commençons par faire un point sur le fonctionnement des panneaux solaires thermiques.
Petit rappel sur les panneaux solaires
Installé le plus souvent en toiture, un panneau solaire est un dispositif qui récupère l’énergie du rayonnement solaire pour la transformer en électricité ou en chaleur.
Il existe différentes sortes de panneaux solaires et il est important de savoir les distinguer :
- Les panneaux photovoltaïques : sans doute les plus connus, ces panneaux solaires captent les rayons du solaires pour ensuite produire de l’électricité utilisable dans la maison.
- Les panneaux thermiques : nous le verrons plus en détail, ces modules captent les rayons du soleil pour produire de l’eau chaude sanitaire (ECS) et/ou du chauffage hydraulique.
- Les panneaux hybrides : ces modèles de panneaux solaires combinent les deux technologies précédentes, ils permettent de produire à la fois de l’électricité et de l’ECS/chauffage.
- Les panneaux aérovoltaïques : ces modules constituent une autre catégorie de modèle hybride ; ils combinent la technologie photovoltaïque, puisqu’ils permettent de produire de l’électricité, mais également de l’air chaud, qui est diffusée dans la maison par un système de ventilation.
Un panneau thermique, pourquoi faire ?
Nous venons de le voir, un panneau solaire thermique permet de produire de l’eau chaude sanitaire et/ou de l’eau de chauffage. Rappelons que l’énergie solaire est inépuisable, intégralement renouvelable et gratuite.
Installer un dispositif de panneaux thermiques sur votre toiture présente donc divers avantages :
- Des économies sur les factures : les panneaux solaires thermiques peuvent réduire de plus de la moitié les dépenses énergétiques relatives au chauffage, selon bien sûr la configuration de l’installation. Un atout incontestable, surtout au vu de la crise énergétique que nous vivons actuellement.
- Une solution écologique : nous l’avons vu, le soleil est une énergie verte, ce qui permet d’obtenir de l’eau chaude sanitaire et du chauffage sans utiliser les énergies fossiles, et donc de réduire votre empreinte carbone.
- Une rentabilité rapide : les panneaux solaires thermiques ont une longue durée de vie, pouvant aller jusqu’à 30 ans ou même plus, et on considère que la rentabilité d’une installation solaire est atteinte entre 10 et 15 ans.
- Des aides financières : les panneaux solaires thermiques sont éligibles à de nombreuses aides financières prévues par l’État, telles que l’éco-prêt à taux zéro ou la Prime Énergie CEE, ce qui permet de diminuer les coûts d’achat et d’installation.
- Une plus-value immobilière : une installation solaire thermique permet également de valoriser votre bien immobilier et d’assurer une plus-value au moment de la vente.
Le principe de fonctionnement
Voyons maintenant plus en détail le fonctionnement des panneaux solaires thermiques.
Les panneaux thermiques sont composés de capteurs solaires, contenant un fluide caloporteur avec antigel.
→ Comment ça marche ?
- Les capteurs solaires thermiques vont capter les rayons du soleil pour en absorber la chaleur ;
- Ensuite, cette chaleur est transmise au fluide caloporteur qu’ils contiennent. Ce fluide caloporteur est acheminé vers le ballon d’eau chaude ou chauffe-eau solaire, pour réchauffer l’eau qu’il contient ;
- L’eau chaude stockée dans le ballon alimente les robinets, les appareils électroménagers ainsi que le circuit de chauffage hydraulique ;
- Une fois refroidit, le fluide caloporteur retourne vers les panneaux via un échangeur de chaleur.
Efficacité des panneaux thermiques : les facteurs à prendre en compte
Maintenant que vous connaissez le fonctionnement des panneaux thermiques, vous êtes à même de comprendre les divers facteurs susceptibles d’impacter leur efficacité, et les bonnes pratiques à adopter qui en découlent.
Bien choisir ses panneaux solaires thermiques
Premièrement, l’efficacité de vos panneaux thermiques dépendra du modèle que vous allez choisir.
Il existe différents modèles de panneaux thermiques.
Les panneaux à plans vitrés
C’est le modèle le plus répandu ; les capteurs tubulaires, faits de cuivre, sont protégés des déperditions thermiques par une caisse isolante, qui elle-même est recouverte d’une vitre en verre trempée pour prévenir des intempéries comme la grêle. Ces panneaux affichent un rendement pouvant atteindre jusqu’à 80%.
Les panneaux à plans non vitrés ou « moquette »
Ici, les capteurs prennent la forme de tubes en plastique noir qui ne sont protégés ni par une vitre, ni par un isolant. Moins onéreux à l’achat, ce type de modèle est très performant l’été, pouvant atteindre jusqu’à 90% de rendement, mais présente une grande sensibilité au froid et aux intempéries. Ces panneaux sont à réserver pour un usage en système d’appoint, pour chauffer une piscine par exemple.
Les panneaux à tubes sous vide
Il s’agit de panneaux composés de tubes sous vide, pour réduire les déperditions de chaleur. Ils offrent un rendement d’environ 50%, ce qui peut paraître assez faible. Mais contrairement aux modèles précédents, ce rendement a l’avantage de rester constant, car le dispositif est beaucoup moins sensible aux écarts de température. Les capteurs à tubes sous vide peuvent donc permettre d’optimiser la production de chaleur, particulièrement intéressant dans les régions les plus froides. Pour cette raison, leur prix est plus élevé.
→ Il est important d’étudier vos besoins afin de choisir le modèle le plus adapté.
Optimiser l’emplacement des panneaux
Autre point crucial pour optimiser l’efficacité de vos panneaux solaires thermiques, l’emplacement. En effet, un bon emplacement permet de maximiser leur exposition au soleil.
Cela implique deux choses…
L’inclinaison
En théorie, la meilleure inclinaison pour des panneaux solaires est un angle compris entre 30 et 35° (Ceci n’est valable que pour des panneaux solaires placés en France.). C’est une moyenne qui permet d’avoir un ensoleillement optimal tout au long de la journée.
En pratique, l’inclinaison de vos panneaux thermiques dépend de l’inclinaison de votre toiture. Et si cette dernière n’est pas exactement inclinée à 30-35°, inutile d’entreprendre des travaux pour atteindre l’inclinaison optimale. En réalité, l’impact sur l’ensoleillement sera beaucoup plus faible par rapport au coût des travaux. Misez sur d’autres facteurs d’efficacité…tels que l’orientation !
L’orientation
L’idéal est d’orienter vos panneaux solaires thermiques plein sud. Une orientation vers le sud-est ou le sud-ouest est également très correcte.
Pour vous donner une idée de l’importance de l’orientation, des panneaux orientés plein sud avec une inclinaison qui s’éloigne des 30-35° n’entravera pas l’obtention d’une belle production de chaleur. En revanche, une installation solaire inclinée entre 30 et 35°, mais exposée plein nord sera très difficile à rentabiliser…
Attention aux zones d’ombrage
Les zones d’ombrage ne doivent surtout pas être négligées ! Elles peuvent considérablement réduire votre production de chaleur. Pour cette raison, avant de déterminer l’emplacement de vos modules, il est important de bien étudier les différentes zones d’ombrage qui parcourent votre terrain au fil de la journée.
Maintenir et nettoyer les panneaux solaires thermiques
La maintenance et le nettoyage réguliers des panneaux solaires thermiques sont également essentiels pour leur efficacité. Cela permet d’éviter les problèmes techniques et de garantir une efficacité optimale sur le long terme.
Pour la maintenance
Elle est nécessaire une à deux fois par an et doit être réalisée par un professionnel. Il vérifiera l’état général de votre installation (état du fluide caloporteur, débit hydraulique…). Toutefois, n’hésitez pas à « surveiller » votre installation pour éviter une intervention inutile ou pour anticiper les problèmes. Vérifiez, entre autres, qu’il n’y ait pas de fuite au niveau des tubes, ou des variations importantes au niveau de la pression de l’installation, indiquée sur le manomètre.
Pour le nettoyage
La saleté ou les débris accumulés à la surface de vos panneaux solaires thermiques (poussière, feuilles mortes…) peuvent également nuire au bon fonctionnement de votre installation et donc à son efficacité. Pour nettoyer vos modules, utilisez simplement une éponge peu abrasive avec de l’eau tiède (pas trop calcaire sinon cela risque d’encrasser les capteurs). Concernant la fréquence, cela dépend de l’emplacement des capteurs et si l’environnement est particulièrement pollué ou non.
A noter : si vous ne disposez pas de l’équipement de sécurité nécessaire pour monter sur la toiture, le mieux est de faire appel à un professionnel ou bien d’investir dans une perche télescopique.
La nécessité de faire appel à un professionnel qualifié RGE
Pour optimiser l’efficacité de vos panneaux solaires thermiques, il est fortement conseillé de faire appel à un professionnel qualifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement), spécialisé dans les travaux de rénovation énergétique. Il sera à même de vous conseiller aussi bien sur le choix des capteurs thermiques que sur le type d’installation à privilégier. En outre, confier votre installation solaire à un professionnel garantit un dispositif en bonne et due forme, la base pour obtenir une belle production d’énergie.
A savoir : confier votre installation solaire thermique à un professionnel RGE est aussi la condition sine qua non pour obtenir les aides financières mises en place par l’État.
Conclusion
Les panneaux solaires thermiques utilisent le soleil, une énergie gratuite et renouvelable pour fournir votre logement en eau chaude sanitaire et chauffage hydraulique. Ils permettent de faire des économies considérables sur les factures, mais également de réduire votre empreinte carbone.
Pour optimiser l’efficacité de votre installation solaire thermique, il est indispensable de choisir un modèle de panneaux thermiques performant, adapté à vos besoins, et un emplacement optimal sur votre toiture. En outre, la maintenance et un nettoyage soigneux sont également indispensables pour optimiser l’efficacité de votre installation solaire thermique.