Le dimensionnement d’une installation de panneaux solaires thermiques est une étape primordiale lors de la conception du projet.
En résumé :
- Pour obtenir quotidiennement 50 litres d'eau chaude à 55 °C pour chaque habitant, une famille de 4 personnes dans le nord de la France doit opter pour un chauffe-eau solaire individuel avec 4 m² de capteurs sur le toit. En revanche, dans le sud, où l'ensoleillement est plus intense, seulement 2 m² de panneaux solaires thermiques sont suffisants pour répondre aux mêmes besoins.
- La taille du ballon d’eau-chaude pour un foyer de 4 personnes varie entre 100 et 250 L, pour un chauffe-eau solaire individuel. Pour un système solaire combiné, ce dernier sera plus conséquent avec une contenance allant de 250 à 400 L.
Quel dimensionnement pour un chauffe-eau solaire ?
Le tableau ci-dessous vous permet d’évaluer les principales caractéristiques qui auront un impact majeur sur le dimensionnement de votre installation solaire thermique.
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Nombre d'habitants |
1 à 2 |
3 à 4 |
5 à 6 |
7 à 8 |
|---|---|---|---|---|
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Taille du ballon solaire sans appoint en litres |
50 à 100 |
100 à 250 |
250 à 350 |
350 à 500 |
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Taille du ballon solaire avec appoint en litres |
100 à 250 |
250 à 400 |
400 à 550 |
550 à 650 |
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Zones climatiques (cf carte ci-dessous) |
Surface des capteurs thermiques en m² |
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Zone 1 |
2 à 3 |
3 à 5,5 |
4 à 7 |
5 à 7 |
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Zone 2 |
2 à 3 |
2 à 4,5 |
3 à 6,5 |
3,5 à 7 |
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Zone 3 |
2 à 2,5 |
2 à 3,5 |
2,5 à 4,5 |
3,5 à 6 |
Ce tableau est basé sur une consommation quotidienne moyenne de 50 litres d'eau à 45 °C par personne, pour un CESI (chauffe-eau solaire individuel), avec une contribution de l'énergie solaire couvrant 50 à 70 % des besoins du foyer.
Comment concevoir le dimensionnement d’un chauffe-eau solaire ?
Avant de se lancer tête baissée dans la conception d’une installation solaire thermique, il faut d’abord dimensionner le projet. Le dimensionnement revient à estimer la superficie des panneaux thermiques et la taille du ballon d’eau chaude requis.
Le saviez-vous ?
On distingue 2 types de chauffe-eau solaire :
- le CESI : le chauffe-eau solaire individuel est spécifiquement conçu pour assurer la production de l'eau chaude sanitaire (ECS) ;
- le SSC : le système solaire combiné sert non seulement à chauffer l'eau sanitaire, mais aussi à contribuer au chauffage de l'habitation.
La superficie des panneaux et la taille du ballon d’eau chaude propre à chaque habitation vient dépendre de plusieurs facteurs, notamment :
- l’ensoleillement de la région ;
- le nombre d’habitants dans le logement ;
- les besoins énergétiques du foyer (eau-chaude et/ou chauffage) ;
- l’emplacement des panneaux solaires sur toiture ou au sol (orientation et inclinaison) ;
- l’isolation de la maison (uniquement pour le SSC) ;
- la surface de la maison (uniquement pour le SSC).
Quelle surface de panneaux solaires thermiques pour ma maison ?
Pour un CESI : de 2 à 7 m² de capteurs
Pour chauffer l’eau sanitaire de votre maison, il faudra compter entre 2 et 7 m² de panneaux solaires thermiques.
Le dimensionnement dépend de la situation géographique de la toiture et des besoins en eau chaude du foyer. Lors de la pose des panneaux solaires thermiques, il est primordial de les installer de sorte qu'ils captent au maximum les rayons du soleil. Pour maximiser les performances de production, une inclinaison de 30° à 35° et une orientation la plus au sud possible sont recommandées.
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Nombre d'habitants |
1 à 2 |
3 à 4 |
5 à 6 |
7 à 8 |
|---|---|---|---|---|
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Zones climatiques |
Taille des capteurs thermiques en m² |
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Zone 1 |
2 à 3 |
3 à 5,5 |
4 à 7 |
5 à 7 |
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Zone 2 |
2 à 3 |
2 à 4,5 |
3 à 6,5 |
3,5 à 7 |
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Zone 3 |
2 à 2,5 |
2 à 3,5 |
2,5 à 4,5 |
3,5 à 6 |
Par exemple, un couple résidant dans le nord de la France devra opter pour 2 à 3 m² de panneaux solaires thermiques pour assurer sa production d’eau chaude sanitaire.
Bon à savoir
Le bon dimensionnement des capteurs solaires thermiques est primordial dans la conception d’une installation solaire. Un surdimensionnement des panneaux peut entraîner :
- un coût initial plus élevé ;
- un risque de surchauffe ;
- une détérioration prématurée de l’installation.
Pour un SSC : 1 m² de capteurs pour chauffer 10 m²
Pour le système solaire combiné, le dimensionnement du chauffe-eau solaire se fera notamment en fonction du niveau d’isolation du logement et de sa superficie. Comptez environ :
- 1 m² de capteurs thermiques pour 10 m² chauffés pour des maisons ayant une isolation moyenne ;
- 0,7 m² de capteurs solaires pour 10 m² chauffés pour des maisons très bien isolées.
Cela équivaut à environ 10 m² de capteurs pour une maison de 100 m² avec une isolation moyenne. Si la maison est bien isolée et nécessite peu de chauffage, notamment lorsqu'elle respecte la RT 2012 (Réglementation Thermique 2012) ou la RE 2020 (Réglementation Environnementale 2020), alors 7 m² seront suffisants.
Pour assurer un chauffage constant de votre intérieur, le SSC est assisté par un chauffage d'appoint qui prend la relève lorsque les panneaux ne sont pas en mesure de produire de la chaleur. Un autre ballon, qu'il soit électrique ou au gaz, une chaudière, ou encore une pompe à chaleur, peut fournir l'assistance supplémentaire nécessaire.
Bon à savoir
Le panneau solaire thermique affiche un rendement remarquable. Généralement, un capteur peut convertir environ 80 % de l'énergie solaire en chaleur, un taux bien supérieur à celui du traditionnel panneau photovoltaïque.
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Quelle taille pour le ballon d’eau-chaude ?
Pour un CESI : environ 50 litres pour 1 à 2 personnes
Pour déterminer la taille du stockage d'eau chaude pour une installation solaire individuelle, on part du constat qu’en moyenne 50 litres à 55 °C sont recommandés pour la consommation quotidienne d’une personne. De ce fait, un ballon de 100 à 150 litres suffira pour un foyer de 2 personnes.
Il est très important de choisir un volume de stockage qui couvre la consommation quotidienne d'eau chaude sanitaire du foyer. Cela permettra d’optimiser l'efficacité et minimiser les pertes de chaleur.
Par ailleurs, il est important que la tuyauterie et le ballon de stockage soient bien isolés, en particulier pour les composants situés à l'extérieur ou dans des pièces non chauffées, afin de réduire les déperditions thermiques.
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Nombre d'habitants |
1 à 2 |
3 à 4 |
5 à 6 |
7 à 8 |
|---|---|---|---|---|
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Taille du ballon solaire sans appoint en litres |
100 à 150 |
100 à 250 |
250 à 350 |
350 à 500 |
Attention au surdimensionnement du ballon !
Avec un ballon solaire surdimensionné, il se peut que votre consommation d’appoint soit plus importante que nécessaire pour chauffer et conserver à la bonne température l'eau non consommée. Ce surplus de consommation augmente non seulement vos dépenses énergétiques, mais diminue aussi l'efficacité de votre installation solaire dans son ensemble.
Pour un SSC : de 100 à 250 litres pour un foyer d’1 à 2 personnes
Pour un système solaire combiné, une capacité plus importante est par conséquent nécessaire. Pour un foyer de 1 à 2 personnes, un équipement de stockage de 100 à 250 litres est souvent recommandé.
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Nombre d'habitants |
1 à 2 |
3 à 4 |
5 à 6 |
7 à 8 |
|---|---|---|---|---|
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Taille du ballon solaire avec appoint en litres |
100 à 250 |
250 à 400 |
400 à 550 |
550 à 650 |
Ces approximations vous permettent d’avoir une idée globale de la capacité à prévoir. Cependant, la taille exacte du ballon dépend de vos besoins en matière de chauffage et de la quantité d'eau chaude que votre foyer utilise quotidiennement.
Faites appel à un professionnel RGE pour vos travaux
Pour garantir la qualité et l'efficacité de vos travaux, nous vous invitons à faire appel à un professionnel RGE (Reconnu Garant de l’Environnement). Dotés des compétences techniques nécessaires, ils sont en mesure d’effectuer un dimensionnement solaire optimal de votre projet.
De plus, travailler avec un professionnel RGE peut vous ouvrir droit à certaines aides financières et incitations fiscales, rendant votre investissement encore plus avantageux.
Il est important de choisir la bonne taille pour votre ballon d'eau chaude pour garantir une efficacité énergétique maximale et éviter le gaspillage. Que ce soit pour un CESI ou un SSC, considérer attentivement vos besoins énergétiques et éviter le surdimensionnement vous aidera à faire de réelles économies et de rentabiliser plus rapidement votre installation.
Chauffer votre ballon avec des panneaux solaires photovoltaïques
Il est aussi envisageable de chauffer l'eau de votre ballon de stockage à l'aide de panneaux solaires photovoltaïques. Contrairement à un panneau solaire thermique, qui génère directement de la chaleur, le panneau photovoltaïque produit de l'électricité.
L’électricité produite peut ensuite être utilisée pour alimenter un chauffe-eau électrique ou un chauffe-eau thermodynamique, fournissant ainsi de l'eau chaude de manière écologique.
L’avantage des panneaux solaires photovoltaïques est qu’ils peuvent alimenter l’intégralité des équipements électriques de votre maison. Ainsi, pour dimensionner votre projet, vous devrez en partie vous référer à votre consommation énergétique annuelle en KWh. Pour vous donner un ordre d’idée, pour :
- une maison de 100 m², une puissance de 3 kWc est requise (8 à 10 panneaux) ;
- une maison de 150 m², une puissance entre 3 kWc et 6 kWc est requise (8 à 18 panneaux) ;
- une maison de 200 m², une puissance de 6 kWc à 9 kWc est requise (16 à 26 panneaux).
Avez-vous pensé aux panneaux solaires hybrides ?
Intégrant la double technologie thermique et photovoltaïque, ces panneaux solaires produisent à la fois de la chaleur et de l’électricité. Ainsi, vous pouvez assurer vos besoins en électricité et en eau-chaude.
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FAQ : Vos questions sur le dimensionnement solaire d’un chauffe-eau solaire
Est-il possible d’alimenter un chauffe-eau avec des panneaux solaires photovoltaïques ?
Il est possible de chauffer un ballon d’eau chaude électrique ou certains ballons thermodynamiques avec des panneaux photovoltaïques.
Cependant, cette solution n'est pas toujours directement applicable ou optimale pour tous les types de ballons d'eau chaude. Dans ces cas, les panneaux solaires hybrides offrent une alternative, combinant la production d'électricité et de chaleur dans un seul système.
L’installation d’un chauffe-eau solaire est-il éligible à des aides financières ?
Oui ! L’installation d’un chauffe-eau solaire réalisée par un installateur RGE est éligible à différentes aides financières, notamment MaPrimeRénov’ qui peut atteindre 4 000 €, les primes énergies CEE, un taux de TVA à 5,5 % et l’éco-prêt à taux zéro.
Ces aides sont versées en fonction du revenu de votre foyer et des travaux de rénovation entrepris.
Quel est le prix d’un chauffe-eau solaire ?
Il faudra prévoir un montant compris entre 900 et 1 700 €/m² de capteurs solaires thermiques pour un chauffe-eau solaire individuel. Pour le système solaire combiné, le prix au m² oscille entre 1 100 à 1 300 €.
Est-il possible de concevoir soi-même son chauffe-eau thermique ?
Si vous êtes habile de vos mains et un minimum expérimenté en bricolage, il est tout à fait réalisable de construire votre propre chauffe-eau solaire en utilisant un kit.
Un kit solaire vous fournira les composants et les instructions nécessaires. Avant de commencer, assurez-vous de bien comprendre le fonctionnement d’une installation thermique, de déterminer le meilleur emplacement pour la pose des capteurs solaires.
