Le chauffe-eau solaire permet de fournir une maison en eau chaude sanitaire grâce à l’énergie solaire. Permettant d’assurer jusqu’à 80 % de vos besoins, le chauffe-eau solaire à un fonctionnement très simple : on vous explique tout !
En résumé :
- Véritable atout économique, un chauffe-eau solaire individuel (CESI) permet de chauffer une partie de l’eau sanitaire d’une maison.
- Au sein des capteurs solaires thermiques (le panneau solaire), installés en toiture, circule un fluide caloporteur. Ce même fluide se réchauffe au contact des rayons du soleil.
- Une fois chauffé, le fluide se dirige vers le ballon d’eau chaude où il cède sa chaleur à l’eau sanitaire via un échangeur de chaleur, puis, rejoint à nouveau les panneaux pour entamer un nouveau cycle.
- Un CESI permet d’assurer jusqu’à 80 % des besoins annuels moyens en eau chaude sanitaire, voire leur totalité en été !
Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?
Chauffe-eau solaire définition
Un chauffe-eau solaire individuel (CESI) est un dispositif composé :
- de capteurs solaires thermiques, installés sur le toit;
- d’un ballon de stockage (ou ballon solaire), assurant le stockage de l’eau chaude sanitaire (ECS).
Fonctionnement d’un chauffe-eau solaire
Le fonctionnement d’un chauffe-eau solaire est facile à comprendre. Cet appareil vous permet de bénéficier d’une production d’eau chaude sanitaire (voire de chauffage) à moindre coût.
Un CESI fonctionne grâce à l’énergie solaire thermique : des capteurs solaires, placés sur le toit de votre maison, captent les rayons du soleil et les transforment en chaleur.
Cette chaleur est ensuite transportée à travers le circuit primaire, grâce à un fluide caloporteur.
Fluide caloporteur : définition
Un fluide caloporteur est un fluide, qui, par ses propriétés physiques, permet de transporter la chaleur entre plusieurs sources de température. Il est par exemple utilisé dans les réfrigérateurs, les chaudières, etc.
Dans son parcours, le fluide caloporteur rejoint le ballon solaire, destiné au stockage de la production des panneaux solaires thermiques. Le fluide caloporteur cède sa chaleur à l’eau sanitaire présente dans le ballon via un échangeur de chaleur.
Échangeur de chaleur : définition
Un échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer l'énergie thermique d’un fluide vers un autre. Il est constitué de deux circuits de fluides distincts, qui circulent dans des canalisations séparées, mais à contact direct. C’est au travers d’une surface que le flux thermique se transmet.
Une fois l’eau sanitaire chauffée, le fluide repart dans le circuit pour continuer à transporter l’énergie solaire tant que les rayons du soleil le permettent.
L’eau chaude sanitaire est ainsi stockée dans le ballon solaire. L’eau contenue dans le ballon de stockage est constamment régulée grâce à une injection d’eau froide dans le ballon.
L’appoint du chauffe-eau solaire
Pour assurer vos besoins en eau chaude sanitaire tout au long de l’année, il est indispensable de coupler votre CESI avec un appoint. Malgré le fait que, pour des raisons techniques, votre ballon d’eau chaude ne puisse pas faire office de ballon solaire, l’appoint peut prendre différentes formes.
Appoint séparé
L’appoint peut être assuré par un autre ballon électrique ou au gaz, une chaudière à production d'ECS instantanée, un chauffe-eau thermodynamique ou une pompe à chaleur.
Appoint intégré
Un ballon dit bi-énergie concentre l’ensemble de la production d’ECS. Il est composé de deux échangeurs :
- l’un situé en bas du ballon, est alimenté par la chaleur produite par les capteurs thermiques ;
- l’autre, situé en haut du ballon (hydrosolaire) ou à mi-hauteur (électrosolaire), réchauffe cette partie de la structure pour assurer la production d’ECS.
Pour aller plus loin
Vous avez encore des questions sur le chauffe-eau solaire ? N’hésitez pas à contacter l’un de nos conseillers Hello Watt au 09 75 18 60 60 (service et appel gratuits) disponibles du lundi au vendredi de 8h00 à 21h00 et le samedi de 9h00 à 19h00.
Fonctionnement chauffe-eau solaire : les types de CESI
Maintenant que nous avons détaillé le fonctionnement d’un chauffe-eau solaire, et bien que celui-ci soit sensiblement le même pour tous, les différents types de chauffe-eaux solaires présentent des avantages et des inconvénients qui leur sont propres.
Pour fonctionner, les CESI se basent sur deux principes de fonctionnement :
- la circulation forcée;
- le thermosiphon.
Penchons-nous plus en détail sur leur fonctionnement.
CESI à circulation forcée
Deux chauffe-eaux solaires fonctionnent sur le principe de la circulation forcée : le CESI à éléments séparés et le CESI à auto-vidange.
Dans cette configuration, la chaleur du fluide caloporteur est transmise au ballon à l’aide d’une pompe électrique (le circulateur). Ces modèles permettent d’obtenir une température d’ECS entre 40 et 45 °C.
Trois raisons de choisir un CESI à circulation forcée :
- Il peut s’installer aussi bien dans un logement neuf qu’en rénovation;
- il dispose de nombreuses fonctions de régulation;
- il présente de très bonnes performances énergétiques.
CESI à thermosiphon
Le principe du thermosiphon est présent dans les chauffe-eaux solaires à éléments séparés et monoblocs.
Un CESI à thermosiphon utilise le principe de la dilatation des fluides à la chaleur : lorsque le liquide chauffe, il se dilate et, en devenant moins dense, remonte. Ainsi, le CESI fonctionne sans l’aide d’un circulateur.
Trois raisons de choisir un CESI à thermosiphon :
- C’est un système autonome qui fonctionne sans électricité;
- son prix est attractif;
- son installation est facile.
Comment installer un chauffe-eau solaire pour permettre son bon fonctionnement ?
Avant les travaux : les démarches à suivre
Installer un CESI signifie que vous devez faire poser un capteur solaire sur votre toiture. Dès lors, ce capteur solaire va modifier l’aspect de votre toiture.
Vous devez donc faire une déclaration préalable (DP) auprès de la mairie de votre commune avant de vous lancer.
Concernant les propriétés se trouvant sur un site classé, vous devrez également faire la demande auprès des architectes des Bâtiments de France.
Dans tous les cas, vous devrez fournir un plan de masse des travaux à effectuer ainsi qu’un plan de coupe de la construction. Une photo de la toiture avant les travaux est également attendue.
Quels sont les travaux d’installation du chauffe-eau solaire ?
Une fois votre demande approuvée, les travaux à proprement parler se dérouleront en plusieurs étapes :
- installation du capteur photovoltaïque : votre toiture accueillera environ 5 m² de capteurs solaires pour le bon fonctionnement de votre CESI (cela correspond aux besoins d’une famille de 3-4 personnes) ;
- installation du ballon de stockage : sa place peut varier selon le type de CESI que vous aurez choisi. Plus il sera installé près des capteurs, plus vous éviterez les pertes de chaleur. À savoir qu’une famille de 3-4 personnes devra installer un ballon d’environ 300 litres;
- installation du circuit pour le fluide caloporteur : c’est le circuit qui va transporter l’énergie solaire (via le fluide caloporteur) jusqu’au ballon solaire.
Quel est le prix d’un chauffe-eau solaire ?
Comptez entre 950 et 1 800 €/m² de capteur pour l’installation d’un chauffe-eau solaire.
Plusieurs éléments feront varier le prix du CESI comme son type, son installation, sa taille, etc. À savoir que l’installation d’un CESI vous permet de bénéficier de différentes aides financières comme MaPrimeRenov’, les primes CEE, un taux de TVA réduit, un éco-prêt à taux zéro ou encore une aide de collectivités locales.
Quel entretien pour le bon fonctionnement d’un chauffe-eau solaire ?
Les chauffe-eaux solaires ont une durée de vie estimée à une vingtaine d’années en général. Afin de les voir durer le plus longtemps possible, il est recommandé de faire appel à un professionnel tous les ans pour effectuer une visite de maintenance.
Au cours de cette visite, le professionnel vérifiera la bonne pression du liquide caloporteur, le bon fonctionnement de la pompe si vous possédez un chauffe-eau solaire à pompe électrique, ainsi que la bonne fixation des capteurs ou encore l’isolation.
Tous les trois ans, vous pouvez également faire un contrôle des capteurs. De manière générale, les capteurs thermiques s’auto-nettoient, grâce au ruissellement de la pluie. Vous n’avez donc pas besoin de vous en charger !
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FAQ : Vos questions sur le schéma de fonctionnement d’un chauffe-eau solaire
Un chauffe-eau solaire fonctionne-t-il en hiver ?
En hiver, les ménages consomment en général davantage d’eau chaude sanitaire et ont un besoin en chauffage bien plus élevé que durant la période estivale.
De plus, à moins que vous ne résidiez dans une région fortement ensoleillée, les panneaux solaires présents sur votre toit ne captent pas suffisamment d’énergie solaire pour répondre à ces besoins en eau chaude.
Le fonctionnement du chauffe-eau solaire ne permet pas de couvrir tous vos besoins énergétiques sur l’année entière. Pour assurer vos besoins tout au long de l’année, il est indispensable de coupler votre installation avec un système d’appoint (chauffe-eau thermodynamique, pompe à chaleur, etc.).
Quels sont les inconvénients d’un chauffe-eau solaire ?
Réalisation d’économies d’énergie, investissement durable, énergie propre, les chauffe-eaux solaires cumulent des avantages. Avant de vous lancer dans votre projet solaire, il est impératif de se pencher sur le principal inconvénient du CESI.
Sans surprise, le prix d’un CESI peut refroidir en premier abord. Son prix d’achat est plus élevé qu’un chauffe-eau classique. Cependant, l’installation d’un CESI permet de bénéficier de nombreuses aides financières et de faire des économies à long terme !
Quelle est la durée de vie d’un chauffe-eau solaire ?
Les composants d’un CESI sont particulièrement durables. Comptez :
- entre 20 et 30 ans pour un panneau solaire de qualité ;
- entre 15 et 20 ans pour un ballon performant ;
- environ 10 ans pour le circulateur, les sondes de température et la régulation.
Investir dans un chauffe-eau solaire permet d’obtenir l’une des meilleures rentabilités sur 20 ans. En effet, avec un retour sur investissement atteint en 10 ans environ, le CESI est un appareil rentable et performant qui vous suivra au cours de nombreuses années.
Qui sont les meilleurs fabricants de chauffe-eaux solaires ?
Les chauffe-eaux solaires fabriqués par des leaders de l'industrie tels qu'Atlantic, Viessmann, De Dietrich ou encore Saunier Duval sont parmi les meilleurs sur le marché.
