Panneau solaire thermique : ce que vous devez absolument savoir

Le panneau solaire thermique vous permet de produire du chauffage et de l’eau chaude sanitaire à partir du rayonnement solaire. Grâce à cet équipement d’énergie renouvelable, vous pouvez faire jusqu’à 40% d’économies énergétiques tout en réduisant votre impact écologique.

Mais comment fonctionne exactement un panneau solaire thermique et quels sont les différents types qui existent ? Comment bien installer son capteur solaire ?

• Le panneau solaire thermique permet de produire de la chaleur à partir du rayonnement solaire ;
• La chaleur produite est utilisée pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire;
• Les capteurs plans vitrés, les capteurs plans non-vitrés et les capteurs à tubes sous vides sont les principaux types de panneaux solaires thermiques.

C’est quoi un panneau solaire thermique ?

Le panneau solaire thermique, également appelé capteur thermique, est un équipement plat d’environ 2m², qui s’installe généralement sur le toit. Il capte la chaleur présente dans le rayonnement solaire pour la transférer à un liquide caloporteur ou de l’air. Le capteur thermique permet de :

• Produire de l’eau chaude sanitaire : dans ce cas, on parle de chauffe-eau solaire individuel ou CESI ; le capteur thermique peut être associé à un ballon de stockage dédié ; il peut aussi être relié à un ballon d’eau chaude placé à l’intérieur du logement ;
• Produire du chauffage et de l’eau chaude sanitaire : il s’agit du système solaire combiné ou SSC ; le chauffage du logement se fait par le biais du circuit hydraulique classique (plancher chauffant ou radiateur à eau) ; la production d’eau chaude peut être relayée par une pompe à chaleur ou une résistance en cas d’ensoleillement insuffisant ;
• Générer de l’air chaud : ce type de panneau solaire thermique sert de chauffage en insufflant de l’air chaud à l’intérieur du logement.

Quelle est la différence entre un panneau solaire thermique et photovoltaïque ?

Le capteur thermique et le panneau solaire photovoltaïque sont tous les deux des équipements qui exploitent l’énergie du soleil. Ils dépendent ainsi de l’ensoleillement pour fonctionner correctement. Cependant, ils ont des fonctions différentes.

Le capteur thermique sert à récolter la chaleur du rayonnement solaire pour la transférer à un liquide caloporteur ou de l’air. Le panneau solaire photovoltaïque, quant à lui, transforme la lumière du soleil en électricité grâce à l’effet photovoltaïque.

La composition d’un panneau solaire thermique est également différente de celle d’un panneau photovoltaïque. Le capteur solaire thermique se compose des éléments suivants :

• Cadre métallique ;
• Plaque de verre (pour les capteurs plans vitrés) ;
• Absorbeur ;
• Échangeur thermique ;
• Fluide caloporteur.

Le panneau photovoltaïque, quant à lui, comporte :

• Un cadre métallique ;
• Une plaque de verre à l’avant ;
• Des cellules solaires ou cellules photovoltaïques ;
• Des bornes de sortie électriques.

Comment fonctionne un panneau solaire thermique ?

Le principe de fonctionnement du panneau solaire thermique est simple.

• Le capteur thermique récolte la chaleur présente dans le rayonnement solaire à sa surface grâce à un absorbeur; celui-ci est de couleur noire afin de mieux capter les calories ;
• La chaleur captée est transférée au collecteur, également appelé échangeur ; ce dernier se compose de tubes métalliques ou serpentins ;
• Le collecteur transfère ensuite la chaleur captée au liquide caloporteur (transporteur de chaleur) ;
• Le liquide chaud est acheminé vers un dispositif de distribution de chaleur tel qu’un radiateur à eau ou un plancher chauffant; dans le cas d’un chauffe-eau solaire individuel, le liquide caloporteur transfère sa chaleur à l’eau d’un ballon de stockage ;
• Une fois refroidi, le liquide caloporteur retourne à son point de départ pour commencer un nouveau cycle.

Bon à savoir :

La circulation du liquide caloporteur peut se faire à l’aide d’une pompe, on parle aussi de circulateur. Mais le liquide peut également circuler par thermosiphon. Dans ce cas, le ballon de stockage est placé plus haut que les capteurs thermiques.

Quels sont les différents types de capteurs thermiques ?

Trois principaux types de panneaux solaires thermiques existent.

Les capteurs plans vitrés

C’est le type de panneau solaire thermique le plus répandu. Le cadre est recouvert par une vitre pour créer un effet de serre et concentrer la chaleur emmagasinée à l’intérieur du panneau. Une plaque de couleur noire, appelée absorbeur, est placée contre un réseau de tubes appelé échangeur.

L’ensemble repose sur une autre plaque isolante également de coloris noir pour renforcer l’effet de serre et conserver la chaleur dans les tubes.

Les capteurs plans non vitrés

Ce type de capteur thermique comporte aussi un absorbeur, un échangeur constitué de tubes, ainsi qu’une plaque isolante. Mais à la différence du capteur plan vitré, il n’est pas recouvert par une plaque de verre. Ce type de panneau solaire thermique est donc moins performant.

Les capteurs à tubes sous vide

Comme son nom l’indique, ce type de capteur thermique comporte des tubes sous vide en verre placés côte à côte. Les tubes transportant le liquide caloporteur sont placés à l’intérieur de ces tubes de plus grand diamètre. Le vide d’air réduit les déperditions de chaleur, ce qui permet d’augmenter le rendement du panneau solaire thermique.

Quels sont les avantages et inconvénients des panneaux solaires thermiques ?

Les panneaux solaires thermiques offrent des avantages certains mais aussi quelques inconvénients.

Les avantages des capteurs thermiques

L’installation d’un ou plusieurs panneaux solaires thermiques est bénéfique à plus d’un titre.

Économies sur les factures d’énergie

Le panneau solaire thermique exploite une source d’énergie renouvelable, gratuite et inépuisable. Il peut couvrir entre 50 et 70% de vos besoins en eau chaude sanitaire et/ou de chauffage. Cela vous permet de faire jusqu’à 80% d’économies sur le chauffage et l’eau chaude sanitaire, et de réduire vos factures d’énergie.

Grâce aux économies réalisées, vous pouvez également amortir plus rapidement l’investissement initial et mieux rentabiliser votre installation.

Source d’énergie écologique

En exploitant une source d’énergie propre et renouvelable, le panneau solaire thermique réduit votre empreinte environnementale. Vous contribuez ainsi à atteindre les objectifs de la transition écologique et de la neutralité carbone.

Valorisation du logement

L’installation d’un panneau solaire thermique augmente la valeur de votre maison sur le marché immobilier. En cas de revente, vous bénéficiez d’une plus-value non-négligeable.

Bonne rentabilité

La durée de vie d’un panneau solaire thermique est comprise entre 25 et 30 ans. Cette longévité vous permet de rentabiliser votre installation sur le long terme grâce aux économies réalisées.

À noter :

La rentabilité dépend du taux de couverture des besoins, qui dépend lui-même du bon dimensionnement des panneaux. Si l’installation est sous-dimensionnée ou surdimensionnée, cela impacte sa rentabilité.

Investissement durable

La longévité des panneaux solaires thermiques en fait des équipements durables. Leur longue durée de vie améliore la rentabilité de votre installation.

Accès aux aides financières

En installant un panneau solaire thermique, vous pouvez bénéficier d’aides financières qui ont pour objectif d’encourager le développement des énergies renouvelables.

Les inconvénients des panneaux solaires thermiques

Quelques inconvénients sont à attribuer aux capteurs solaires thermiques.

Source d’énergie intermittente

Le panneau solaire thermique dépend du soleil pour produire de la chaleur. En cas de nuages épais ou par temps pluvieux, le rendement baisse, ce qui a pour conséquence de réduire la production d’énergie.

Par ailleurs, la production d’un panneau solaire thermique dépend de l’ensoleillement. Un panneau solaire thermique produit davantage d’énergie dans les régions où le taux d’ensoleillement est élevé (zones sud).

Rendement plus faible en hiver

Le rendement d’un panneau solaire thermique est plus faible en hiver en raison du manque d’ensoleillement. L’installation d’un système de chauffage et/ou de production d’eau chaude complémentaire s’avère ainsi nécessaire.

Investissement initial élevé

Le coût initial lié à l’achat et la pose d’un panneau solaire thermique est assez élevé. Mais il peut être compensé par les aides financières accordées par l’État.

Quel est le rendement d’un panneau solaire thermique ?

Un panneau solaire thermique est capable de convertir en chaleur entre 30 et 40% de l’énergie captée à sa surface. Ainsi, il produit davantage d’énergie solaire que le panneau photovoltaïque dont le rendement se situe entre 13 et 24%.

Le saviez-vous ?

Le rendement désigne la capacité d’un panneau solaire à convertir en chaleur ou en électricité une certaine quantité d’énergie solaire reçue. Exprimé en pourcentage, il permet de mesurer l’efficacité d’un panneau. Mais la production d’un panneau solaire ne dépend pas seulement de son rendement.

D’autres facteurs, comme le taux d’ensoleillement, l’inclinaison et l’orientation sont également pris en compte.

Quel type de panneau solaire thermique choisir selon ses besoins ?

Il est important de choisir le bon type de panneau solaire thermique afin de bénéficier au mieux de tous ses avantages.

• Panneau solaire thermique à plan vitré : ce type de capteur thermique est le plus couramment utilisé ; il permet de couvrir les besoins normaux de chauffage et d’eau chaude sanitaire ;
• Panneau solaire thermique à tubes sous vide : il est idéal si vous souhaitez installer un système solaire combiné ou répondre à des besoins d’eau chaude sanitaire plus importants ; c’est le cas par exemple pour un ménage composé de 4 personnes ou plus ;
• Capteur thermique non-vitré : sa faible performance fait que ce type de panneau solaire thermique est surtout recommandé pour le chauffage d’une piscine.

Les facteurs à prendre en compte pour bien installer son panneau solaire thermique

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de l’installation d’un panneau solaire thermique. Cela permet d’optimiser son rendement et sa rentabilité sur le long terme.

• Une orientation plein sud : idéalement, les panneaux solaires thermiques doivent être orientés plein sud pour optimiser leur rendement ; ce critère est encore plus important si vous vous trouvez dans une région à faible taux d’ensoleillement ;
• Un angle d’inclinaison optimal : il est recommandé de choisir un angle d’inclinaison compris entre 40 et 50° pour vos panneaux solaires thermiques ; cela permet d’avoir un bon rendement toute l’année et un rendement suffisant pendant l’hiver ;
• Éviter les ombrages : le masque solaire (zones d’ombrages) réduit l’efficacité d’un panneau solaire thermique ; il est donc important d’identifier la présence éventuelle d’ombres portées; toutefois, il convient de noter que les panneaux solaires thermiques sont moins sensibles aux zones d’ombre comparés aux panneaux photovoltaïques ;
• Prévenir les risques liés au gel : si vous vous trouvez dans une région exposée au gel, pensez à choisir un capteur thermique équipé d’un système auto-vidangeable; ce dispositif permet d’éviter les risques de gel ; certains modèles de panneaux solaires thermiques utilisent par ailleurs du liquide à base de glycol qui empêche l’eau de geler ;
• Éviter le risque de surchauffe : en été, le panneau solaire thermique est exposé à un risque de surchauffe ; choisir un modèle auto-vidangeable permet aussi d’éviter ce risque ; il peut également être bénéfique d’ajouter un système permettant de dissiper la chaleur, mais cela engendre un surcoût lors de l’installation.

Combien de panneaux solaires thermique installer ?

Le nombre de panneaux solaires thermiques à installer correspond au dimensionnement de l’installation. Il s’agit de la surface de panneau à installer. Le dimensionnement dépend des besoins de votre foyer ainsi que de l’ensoleillement de votre région.

Dans le sud, un panneau solaire thermique de 2m² permet de couvrir les besoins en eau chaude sanitaire d’un foyer composé de 2 personnes. En effet, il faut entre 1m² et 1,5m² de surface de panneau par personne. Si vous vous trouvez dans le nord, il faut prévoir deux fois plus de surface de panneaux.

La surface d’un panneau faisant environ 2m², il faut ainsi 2 panneaux pour répondre aux besoins d’une famille de 4 personnes. Par ailleurs, l’installation d’un système solaire combiné nécessite une plus grande surface de panneau comparé à un chauffe-eau solaire individuel.

Comment entretenir un panneau solaire thermique ?

Un entretien en bonne et due forme est nécessaire pour optimiser le rendement et prolonger la durée de vie de votre panneau solaire thermique. Pensez à le nettoyer au moins une fois par an pour enlever les dépôts de saletés à sa surface.

Un contrôle annuel de maintenance est également requis et doit être réalisé par un professionnel. Il permet de vérifier la pression du fluide, mais aussi de détecter une éventuelle fuite.

Les aides disponibles pour l’installation d’un panneau solaire thermique

L’installation d’un panneau solaire thermique ouvre droit à quelques aides financières accordées par l’État et certaines collectivités locales.

• MaPrimeRénov’ : il s’agit de la principale aide financière accordée par l’État pour soutenir les travaux de rénovation énergétique, y compris l’installation de panneaux solaires thermiques ; son montant dépend notamment des revenus du foyer ;
• L’Eco-Prêt à Taux Zéro (Eco-PTZ) : ce prêt permet de financer des travaux de rénovation énergétique ; vous ne payez pas d’intérêts sur le montant total emprunté ;
• Le taux de TVA réduit à 5,5% : le taux de TVA réduit à 5,5% s’applique aux travaux de pose et fournitures d’équipements réalisés par un professionnel ;
• La Prime Énergie : également appelée Certificat d’Économie d’Énergie (CEE), la Prime Énergie est une aide octroyée par les fournisseurs d’énergie ;
• Les aides locales: certaines collectivités locales ou régions accordent des aides financières aux particuliers et entreprises afin de soutenir le développement des énergies renouvelables.