On peut utiliser l’énergie solaire pour chauffer. C’est l’énergie propre, renouvelable, gratuite, disponible partout. On l’appelle le solaire thermique (à ne pas confondre avec le solaire photovoltaïque qui sert à produire l’électricité). Le solaire thermique peut produire l’eau chaude sanitaire (chauffe-eau solaire individuel) voire le chauffage de la maison (système solaire combiné). C’est profiter de la chaleur gratuite du soleil !

Comme le sujet de ce blog est le chauffage, on parlera surtout ici d’un système solaire combiné.

 

Les avantages de l’utilisation de l’énergie solaire sont :

 - disponible partout en France : le rayonnement solaire reçu en France est suffisant pour qu’une installation soit rentable au nord comme au sud.

 - des systèmes performants : les matériels sont de plus en plus fiables et efficaces, les installateurs sont maintenant compétents.

 - diminution de la dépendance énergétique : le solaire permet de couvrir jusqu’à 70% des besoins en eau chaude sanitaire et jusqu’à 50% des besoins de chauffage donc la réduction de sa dépendance aux énergies fossiles et la réduction de subir de la hausse de prix de l’énergie.

 - économies d’énergies : 4 m2 de panneaux permet d’économiser environ 1500 kWh, soit une économie de 150 à 200 euros par an par rapport aux énergies les plus chères (fioul, gaz propane, électricité).

 

C’est l’énergie gratuite pendant au moins 20 ans, c’est aussi valable pour le chauffe-eau ou pour le chauffage, pour une installation individuelle ou collective.

 

Le chauffage solaire permet de produire jusqu’à 50% des besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire d’un bâtiment.

Le Système Solaire Combiné produit de l’eau chaude sanitaire et du chauffage.

Il se compose de :

 - capteurs solaires, qui transforment l’énergie du soleil en chaleur, c’est-à-dire le fluide caloporteur (eau + antigel) qui circule sous les capteurs solaires qui absorbent les rayonnements du soleil qui le chauffe. Afin de capter suffisamment d’énergie en hiver, il est nécessaire d’avoir une surface assez importante entre 10 et 30 m2 de panneaux, c’est-à-dire suivant l’isolation de la maison, il faut compter 1 m2 de capteur pour 5 à 15 m2 de surface à chauffer.

 - la chaleur fournie par le soleil par l’intermédiaire des capteurs est stockée dans un réservoir d’eau tampon via un échangeur de chaleur. Ce réservoir est généralement appelé ballon tampon (de plusieurs centaines de litres). Cette eau ainsi réchauffée est utilisée pour le chauffage des bâtiments à l’aide d’émetteurs (radiateurs à eau chaude).

 - des émetteurs basse température, radiateurs ou planchers chauffants, dans lesquelles circule l’eau chauffée par les capteurs,

 - d’un groupe de transfert, qui gère le chauffage du bâtiment, la production d’eau chaude sanitaire voire le chauffage de l’eau d’une piscine en été (si vous en avez).

Ce système permet de couvrir la totalité des besoins en eau chaude sanitaire en été et de couvrir de 30 à 50 % des besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire en hiver.

Schéma du système solaire combiné:

Système-solaire-combine Source Image: Solaire & Co

 

Mais malheureusement, le solaire ne peut pas couvrir la totalité des besoins en eau chaude sanitaire et en chauffage car le soleil n’est pas toujours présent notamment en hiver (des jours gris), il faut toujours avoir une énergie d’appoint. C’est aussi valable pour un chauffe-eau solaire individuel.

Les énergies d’appoint sont très nombreuses (en fait, toutes) : gaz, fioul, bois, électricité, PAC, etc… Il s’agit d’une chaudière (gaz, fioul, bois) qui prend le relais quand l’ensoleillement est trop faible pour fournir la chaleur nécessaire à la maison ou une résistance électrique plongée dans un ballon tampon. Le choix d’une énergie d’appoint dépend de votre situation (budget, disponibilité de cette énergie).

 

Les capteurs sont conçus pour s’intégrer aux différents styles de construction. En effet, les fabricants ont fait modifier leurs gammes de produits pour assurer l’intégration architecturale des capteurs. Placés sur le toit, ils ressemblent à des fenêtres de grande taille. Pour être encore plus discrets, certains peuvent être incorporés dans la toiture. Ils remplacent alors une partie de la couverture, tuiles.
Les capteurs peuvent aussi être fixés au sol, contre l’habitat ou à proximité immédiate, ou encore disposés en auvent en terrasse ou sur une véranda.

Le plein sud est bien sûr la meilleure des orientations, mais un capteur exposé au sud-est ou au sud-ouest donnera quand même des résultats satisfaisants.

La hauteur du soleil dans le ciel est différente en été et en hiver. Lorsque l’on fait du chauffage solaire, on cherche à bénéficier d’un maximum de rayonnement solaire en hiver donc il est préférable que l’inclinaison des panneaux soit à 60° pour mieux recevoir le flux solaire en hiver et pour répondre aux besoins d’eau chaude sanitaire en évitant les problèmes de « surchauffe ».

 

La Productivité solaire est le rapport entre la quantité d’énergie solaire produite et la surface de panneaux installés. Pour qu’une installation soit bien dimensionnée, il faut que cette productivité soit la meilleure possible c’est à dire que la surface de panneaux ne soit :

 -ni trop faible car dans ce cas là on n’assurait qu’une petite partie des besoins d’ECS.

 -ni trop élevé car au-delà d’un certain seuil, augmenter la surface de panneaux n’augmente que très peu la production solaire.

 

Pour la rénovation dans l’existant, si vous voulez installer le chauffage solaire.

Généralement, dans une maison ancienne, mal isolée qui posséderait déjà un système de chauffage par radiateurs à haute température (classiques), la solution du Système Solaire Combiné n’est pas conseillée. Dans ce cas-là, il est préférable de se tourner vers une chaudière automatique au bois qui permet de conserver le système de chauffage (émetteurs de chaleur) en l’état.

En revanche dans le cadre d’une rénovation lourde, la solution solaire pour le chauffage est envisageable, deux règles indispensables à respecter :

-          Isoler « bien » : dans un premier temps, il est nécessaire d’isoler au maximum sa maison en éradiquant autant que possible les « fuites thermiques ».

-          Chauffer « doux » : pour avoir un Système Solaire Combiné efficace et rentable, il faut avoir des émetteurs de chaleur basse température (40°C). Donc après une isolation performante, on peut utiliser les radiateurs existants (qui étaient prévus pour fonctionner en haute température (80°C)) qui sont devenus trop puissants, on dit « ils sont surdimensionnés », on s’explique : plus l’isolation est importante, plus la puissance thermique nécessaire pour chauffer la maison est faible et donc plus la température d’eau de chauffage est basse pour bien chauffer la maison car la surface d’échange de chaleur est dimensionnée pour les besoins avant isolation.

 

Attention, il ne faut absolument pas utiliser les panneaux solaires photovoltaïques pour faire l’eau chaude sanitaire et le chauffage. Car dégrader de l’énergie électrique solaire en chaleur est une aberration économique (non rentable) ! Car un panneau photovoltaïque a un rendement inférieur à 20% contre plus de 75% pour un panneau thermique. Pour produire la moitié des besoins de chauffage d’une maison, il faudrait environ 100 m² de panneaux solaires photovoltaïques (soit 80 000 € d’investissement). Pour tout ce qui concerne le chauffage de la maison, il est largement préférable d’investir dans un système de chauffage performant (chaudière bois, chaudière à condensation...) et d’ajouter des panneaux solaires THERMIQUES pour réduire les consommations de combustible.

 

La réalisation d’un chauffage solaire est généralement plus complexe que pour un simple chauffe-eau. Il est indispensable de se tourner vers un professionnel référencé par l’organisme Qualit’ENR, ayant l’agrément Qualisol Combi et ayant déjà de l’expérience dans l’installation d’un tel système.

 

Il n’y a pas d’un entretien particulier. Seul un entretien annuel de l’installation doit être réalisé par un professionnel afin de garantir son bon fonctionnement, c’est la même chose pour les autres systèmes de chauffage. Les capteurs solaires, s’ils sont inclinés, sont automatiquement nettoyés lors des pluies.

 

La durée de vie de l’installation solaire est supérieure à 20 ans si elle est régulièrement bien entretenue.

 

Les panneaux solaires thermiques sont très écologiques au niveau de leur fabrication et de leur recyclable. Car ils sont essentiellement constitués de verre, d’acier, d’aluminium et de cuivre et sont donc intégralement recyclables. L’énergie grise (énergie qui a été nécessaire à la fabrication du système) des panneaux solaires thermiques est très faible. On estime généralement qu’un panneau met moins d’un an à produire l’énergie qui aura été nécessaire a sa fabrication. A titre de comparaison, l’empreinte écologique d’un panneau solaire thermique a 25 fois moins importante que celle d’un panneau solaire photovoltaïque pour un kW fourni.

 

Principes de base à respecter :
 - Identifier un emplacement bien exposé et sans masque par rapport au soleil (ombre d’un bâtiment voisin, végétation…).
 - Avoir si possible des besoins réguliers en eau chaude, pour une meilleure efficacité.
 - Faire un diagnostic de l’état du système de production et de distribution existant, pour éviter d’intégrer un système performant à des installations en mauvais état et risquer de nuire ainsi au bon fonctionnement du système global.
 - Installer les capteurs au plus prêt de l’élément à chauffer (ballon tampon…) car toute longueur de canalisation entraîne des pertes de calories.
 - Prévoir la maintenance régulière de l’installation, comme une chaudière au gaz par exemple.

 

Attention, on ne peut pas installer les capteurs n’importe où. Dans le cas où le bâtiment est situé dans le périmètre des 500 m d’un site classé, monument historique ou secteur sauvegardé où qu’il y a covisibilité entre le monument et les panneaux, il faut contacter le Service Départemental de l’Architecture et du Patrimoine. L’Architecte des Bâtiments de France peut alors émettre un avis favorable ou défavorable pour l’installation des panneaux.

 

Le coût des installations de chauffage solaire est entre 1000 et 1500€/m2 de capteur installé (TTC) (l’installation hydraulique y compris).

A titre d’un exemple : pour une maison RT 2012 de 150 m2 équipée de chauffage solaire avec le gaz d’appoint, dont le besoin de chauffage et d’ECS est estimé à 6000 kWh par an, la surface des panneaux solaires thermiques est de 8 m2, donc le coût de cet installation solaire est de 15000 euros (main d’œuvre, ballon tampon, chaudière d’appoint, reste de l’installation hydraulique compris).

Détail :

 - capteurs solaires : 5000 euros.

 - ballon tampon : 1000 euros.

 - chaudière gaz à condensation : 3000 euros.

 - installation hydraulique (radiateurs, tuyaux, accessoires) : 3000 euros.

 - main d’œuvre : 3000 euros.

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ADEME: Système solaire combiné

Quali'ENR: solaire thermique

Guide de la maison écologique: système solaire combiné

Picbleu: solaire thermique

Picbleu: Chauffage solaire et habitat bio climatique RT 2012