Une installation solaire thermique sert à convertir les rayons du soleil en chaleur afin de la réutiliser, que ce soit dans l’eau chaude sanitaire ou dans un système de chauffage. En effet, selon le type de panneau solaire thermique que vous installez, vous pouvez chauffer de quelques degrés à plusieurs dizaines de degrés la température du fluide qui va le traverser. Au contraire d’une installation solaire photovoltaïque, le solaire thermique ne produit pas d’électricité, mais uniquement de la chaleur. L’avantage de cette technologie est que le rendement est bien meilleur. Il est de environ 35 à 40%, que pour du photovoltaïque, environ 17 à 22%.
Une installation de ce type a besoin de plusieurs éléments pour être fonctionnelle : un fluide caloporteur circule dans une boucle comportant les panneaux. Ils réchauffent le fluide qui circule alors vers un élément de dissipation de la chaleur tel qu’un radiateur ou un plancher chauffant ou bien vers un élément de stockage comme un ballon d’eau chaude.
Un système de circulation du fluide thermique
Le premier élément de votre système solaire thermique est le fluide caloporteur du système. Son but est de chauffer dans les panneaux pour restituer la chaleur ailleurs. La plus importante caractéristique est la conductivité thermique du fluide : il s’agit de sa capacité à augmenter et diminuer sa chaleur.
Il peut s’agir d’eau si vous souhaitez utiliser un fluide bon marché. Mais attention alors, l’eau gèle lorsque les températures sont négatives. Si vous habitez dans une région dans laquelle les gelées sont régulières en hiver, il vous faudra réfléchir à une autre solution. Le glycol est dans ce cas régulièrement utilisé. Il gèle à -35°C s’il est dilué à 50% avec de l’eau. Si vous ne pouvez pas ou ne voulez pas utiliser un autre fluide que l’eau, il vous faudra alors purger le système avant les premières gelées afin de ne pas endommager votre matériel.
Un fois que vous avez choisi le fluide, et monté toute l’installation solaire, il faut faire circuler ce fluide. Deux méthodes existent :
- Installer une pompe : Une pompe électrique se charge de faire circuler le liquide dans le circuit. En effet, cette solution a l’avantage de pouvoir placer les éléments sans trop se préoccuper des emplacements physiques.
- Utiliser la convection naturelle : Le chaud monte. En utilisant ce principe physique bien connu, il suffit de mettre les panneaux solaires thermiques au point le moins élevé du circuit pour que le fluide froid y chauffe et s’élève dans le circuit, entrainant alors la circulation au sein de celui-ci.
Les panneaux solaires thermiques
Le panneau solaire thermique, ou encore capteur solaire thermique, récupère les rayons solaires et les convertissent en chaleur. Pour se faire un fluide va circuler dans le capteur thermique. Afin d’avoir l’exposition maximale, dans l’hémisphère Nord, l’installateur exposera les panneaux plein Sud idéalement. Ou inversement plein Nord dans l’hémisphère Sud.
Il en existe deux grands types :
Les panneaux solaires thermiques plan
Ces panneaux thermiques ressemblent aux panneaux photovoltaïques. Ils possèdent un cadre et s’installent de la même manière que ce soit au sol ou sur la toiture.
Il est composé d’un cadre, qui peut être isolé, d’un fond, de couleur noire, et d’un tuyau serpentant dans le panneau. Le soleil chauffe le tuyau, le fond, et l’atmosphère contenu dans le cadre. Le fluide qui circule à l’intérieur du tuyau se réchauffe au fur et à mesure de l’avancée dans celui-ci.
Les panneaux solaires thermiques à tube sous vide
Ce type de panneau utilise plusieurs tubes avec deux parois en verre entre lesquelles du vide a été fait. L’intérieur est composé d’un élément de couleur noire dans lequel circule le fluide caloporteur. C’est le même système qu’un thermos : l’extérieur est à température ambiante quand la température à l’intérieur peut être bien plus élevée, supérieure à 100°C. Une nourrisse relie chacun des tubes et les liaisons au reste du circuit.
Ce type de panneau possède un rendement supérieur au panneau plan du fait de leur composition et isolation.
Si vous souhaitez installer ce type de panneaux, il faut faire l’installation des tubes sous vide, puis les recouvrir d’un morceau de matériau obstruant les rayons du soleil et procéder au remplissage de nuit, idéalement juste avant le lever du soleil. En effet, l’intérieur des tubes chauffant fortement lorsqu’ils sont exposés, vous risquez de produit un choc thermique qui va immédiatement faire éclater le tube.
Le ballon solaire thermique
Dans la plupart des cas, le stockage de chaleur se fait dans un ballon d’eau. Dans ce cas, ce dernier contient un échangeur thermique afin que le fluide puisse libérer sa chaleur dans l’eau contenue dans le ballon. Les panneaux solaires thermiques chauffent donc indirectement l’eau contenue dans le ballon. Cette eau peut servir pour l’eau chaude sanitaire, donc pour l’eau chaude de la douche ou des robinets. Elle peut autrement servir pour circuler dans un circuit de chauffage, autrement dit dans les radiateurs.
Le ballon doit avoir une contenance suffisante pour pouvoir garder l’eau chaude toute la nuit. A l’aube, les panneaux solaires thermiques vont réchauffer l’eau. Certaines infrastructures sont même dimensionnées pour ne pouvoir être rechargées qu’au bout de plusieurs jours. Elles utilisent des ballons d’eau de grande contenance ainsi qu’une forte isolation de ceux-ci.
Pour les régions tempérées, le ballon peut avoir un second échangeur thermique. Il se connecte à une chaudière ou une résistance électrique, afin de pouvoir réchauffer l’eau même en l’absence de soleil.
Des panneaux solaires thermiques pour chauffer la piscine
Les panneaux thermiques fournissent un maximum de chaleur lors de l’été. Il est donc possible de s’en servir pour chauffer sa piscine. Il est également possible de se délester d’une partie de sa chaleur dans la piscine, et d’une autre dans un ballon si les panneaux en récoltent trop. L’avantage de cette installation est de pouvoir se servir de sa piscine pendant quelques semaines voir mois supplémentaires.
Quel est le prix pour des panneaux solaires thermiques ?
Le coût total de l’installation dépend de votre expérience pour maintenir une installation contenant des liquides. Si vous savez souder et assembler des tuyaux d’acheminement alors vous pourrez économiser beaucoup sur les coûts de main-d’œuvre. De même, si vous pouvez créer vous-même un panneau thermique DIY. Cela ne vous coutera que le prix des pièces, dont la plupart peuvent être de récupération. Dans le cas contraire, vous pouvez acheter un panneau thermique plan ou à tube sous vide tout fait, il ne vous restera plus qu’à l’installer ou le faire installer. Lors de l’écriture de cet article, un panneau thermique plan coute quelques centaines d’euros. Il faut alors ajouter le prix des éléments de fixations, des tuyaux pour faire le circuit de fluide caloporteur, ainsi que du ballon d’eau chaude, le cas échéant.
En moyenne, pour une installation clé en main de 2 à 5 m², il faut prévoir entre 5 000 à 12 000 euros tout compris.
