Avez-vous entendu parler du chauffe-eau solaire ? Une solution connue pour être à vertu écologique mais qui reste peu utilisée. Nous vous en disons plus ici

La prochaine fois que vous recevrez une très grosse facture d’électricité ou de gaz, vous penserez peut-être aux panneaux solaires. Ne serait-il pas formidable de pouvoir tirer du soleil toute l’énergie dont vous avez besoin ? Des millions de personnes obtiennent déjà leur énergie de cette façon, mais le plus souvent sous forme de chaleur plutôt que d’électricité. Les panneaux solaires (également appelés cellules photovoltaïques) qui convertissent la lumière du soleil en électricité commencent tout juste à devenir vraiment populaires ; les panneaux solaires thermiques, qui utilisent la lumière du soleil pour produire de l’eau chaude, sont courants depuis des décennies.

Même dans les climats nordiques relativement froids, les systèmes de chauffage solaire de l’eau peuvent réduire considérablement vos factures de combustible. Les systèmes types produisent entre 10 et 90 % de votre eau chaude et sont rentabilisés en 10 à 15 ans (voire plus tôt si vous les utilisez pour une piscine, par exemple). Voyons de plus près comment ils fonctionnent !

Les éléments d’un système de chauffe-eau solaire

En voici les principales parties :

Le collecteur

C’est l’appelation technique du grand panneau noir qui se trouve sur votre toit. Les petites maisons (ou celles situées dans des climats plus chauds) peuvent s’accommoder de panneaux beaucoup plus petits que les grandes maisons (ou celles situées dans des climats plus froids) ; la taille des collecteurs varie généralement de 2 à 15 mètres carrés. Il n’est pas surprenant que les capteurs fonctionnent le plus efficacement sur les toits qui ont une vue directe et dégagée du soleil (avec peu d’arbres ou de bâtiments en travers). De manière générale, il existe deux types de capteurs : les capteurs plats et les capteurs à tubes sous vide.

Les capteurs plats

Les capteurs plats sont les capteurs les plus simples : dans leur forme la plus élémentaire, ce ne sont guère plus que des tuyaux d’eau passant dans des boîtes métalliques peu profondes recouvertes d’un verre noir épais. Le verre recueille et piège la chaleur (comme une serre), que l’eau circulant dans les tuyaux récupère et transfère à votre réservoir d’eau chaude.

Les tubes absorbeurs

Ces tubes sont un peu plus sophistiqués. Ils ressemblent à une rangée de bandes lumineuses fluorescentes placées côte à côte, sauf qu’ils absorbent la lumière au lieu de la restituer. Chaque tube de la rangée est en fait constitué de deux tubes en verre, un intérieur et un extérieur, séparés par un espace sous vide isolant (comme les flacons sous vide). Le tube intérieur est recouvert d’un produit chimique absorbant la lumière et rempli d’un conducteur en cuivre et d’un fluide volatil qui se réchauffe, s’évapore, transporte sa chaleur le long du tube intérieur jusqu’à un dispositif de collecte (appelé collecteur) situé en haut, où il se condense et retourne au bas du tube pour y reprendre de la chaleur. Le collecteur recueille la chaleur de toute la rangée de tubes et l’achemine vers votre réservoir d’eau chaude. Contrairement aux capteurs plats, les tubes sous vide ne laissent pas s’échapper autant de chaleur, ce qui les rend plus efficaces. Cependant, étant donné qu’ils sont un peu plus sophistiqués et de haute technologie, ils sont généralement beaucoup plus chers.

Le réservoir d’eau chaude

Il ne sert à rien de récupérer la chaleur de votre toit si vous n’avez aucun endroit où la stocker. Avec un peu de chance, votre maison dispose déjà d’un ballon d’eau chaude (à moins que vous n’ayez une chaudière « combi » à gaz qui produit de l’eau chaude instantanément) qui peut être utilisé pour stocker la chaleur de votre collecteur ; c’est une sorte de batterie d' »eau chaude » que vous chauffez à des moments économiques (généralement la nuit) pour l’utiliser pendant la journée. Si vous n’avez pas de ballon d’eau chaude, vous devrez en faire installer un. Plus il y a de personnes dans votre foyer, plus le réservoir doit être grand. Un réservoir typique pour une maison familiale est d’environ 100-200 litres.

L’Échangeur de chaleur

En général, les panneaux solaires fonctionnent en transférant la chaleur du collecteur au réservoir par un circuit séparé et un échangeur de chaleur. La chaleur collectée par le panneau chauffe l’eau (ou l’huile ou un autre fluide) qui circule dans un circuit de tuyaux jusqu’à un serpentin en cuivre situé à l’intérieur de votre réservoir d’eau chaude. La chaleur est ensuite transmise au réservoir d’eau chaude, et l’eau (ou le fluide) refroidie retourne dans le collecteur pour capter davantage de chaleur. L’eau contenue dans le capteur ne s’écoule jamais dans votre réservoir : à aucun moment l’eau qui a été sur votre toit ne sort par un robinet !

La Pompe

L’eau ne circule pas toute seule entre le capteur et le réservoir : vous avez besoin d’une petite pompe électrique pour la faire circuler. Si vous utilisez de l’électricité ordinaire pour faire circuler l’eau, l’énergie consommée par la pompe annulera une partie des avantages de l’énergie solaire thermique, réduira les gains que vous réalisez et allongera le temps de retour sur investissement. Intelligemment, certains systèmes solaires thermiques utilisent des pompes solaires électriques (photovoltaïques) à la place, ce qui signifie qu’ils fonctionnent entièrement avec de l’énergie renouvelable. L’avantage d’une telle conception est que la pompe solaire est plus active les jours de grand soleil (lorsque la plus grande partie de l’eau chaude est produite) et moins active les jours froids et maussades (lorsque, peut-être, vous ne voulez pas que votre panneau solaire fonctionne du tout).

Le Système de contrôle

Si vous êtes au milieu de l’hiver et que votre toit est gelé, la dernière chose que vous voulez est de transférer de l’eau froide dans votre réservoir d’eau chaude ! C’est pourquoi il y a généralement un système de contrôle attaché à un panneau solaire thermique avec une vanne qui peut couper le circuit d’eau par temps froid. Un système de contrôle typique peut comprendre tout ou partie des éléments suivants : une pompe, un débitmètre, un manomètre, un thermomètre (pour voir si l’eau est chaude) et un thermostat (pour arrêter la pompe si l’eau devient trop chaude).

Le solaire thermique est-il efficace ?

En termes d’efficacité pure, les panneaux solaires thermiques sont plus de trois fois plus efficaces (50 % environ) pour récolter l’énergie que les panneaux solaires électriques (photovoltaïques) (généralement autour de 15 %), mais cela ne signifie pas qu’ils sont trois fois meilleurs : tout dépend de ce que vous attendez de l’énergie solaire. Si vous vivez dans le genre de maison familiale où les gens prennent des bains et des douches en permanence, surtout en été, le solaire thermique est tout à fait indiqué. Un bon système devrait pouvoir produire entre la moitié et les deux tiers des besoins annuels totaux en eau chaude d’une maison (toute l’eau chaude en plein été et beaucoup moins en hiver). L’inconvénient évident du solaire thermique est qu’il ne produit rien d’autre que de l’eau chaude – et vous ne pouvez pas faire grand-chose avec cela ; contrairement aux panneaux photovoltaïques, les panneaux solaires thermiques ne peuvent pas vous aider à chauffer votre maison ou à produire de l’énergie de qualité vraiment polyvalente sous forme d’électricité. Le temps de retour sur investissement typique du solaire thermique (lorsque votre investissement initial est amorti par les économies de combustible) est d’environ dix ans, avec une fourchette de 5 à 15 ans (en fonction du coût du combustible que vous économisez, de l’ensoleillement de votre maison et de la quantité d’eau chaude que vous utilisez).

Comment fonctionne un chauffe-eau Solaire en vidéo :