solaire thermique

Le Soleil, cette énorme bulle de gaz en fusion dont le diamètre est cent fois plus grand que celui de la planète Terre, à une température atteignant 15 millions de degrés Celsius en son cœur.

Sur le territoire français, chaque mètre carré reçoit en moyenne chaque année environ 1 000 kWh d’énergie solaire, l’équivalent de 100 litres de pétrole.

Le Soleil cessera son activité lorsque tout l’hydrogène aura été consumé. Il devrait donc briller, selon les astrophysiciens, encore quelques 5 milliards d’années.

L’énergie solaire thermique résulte de la transformation de ce rayonnement solaire en énergie calorifique via des capteurs, lesquels réchauffent un fluide caloporteur, majoritairement de l’eau glycolée ou du gaz. Sa production annuelle peut atteindre les 500 kWh/m² de panneau /an.

Gisement solaire en France
Gisement solaire en France

Les technologies existantes :

La production de cette énergie peut être utilisée directement sous 4 applications :

  • Le Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI)
  • Le chauffage solaire ou Système Solaire Combiné (SSC)
  • La production solaire collective
  • Le rafraîchissement solaire

Une installation solaire se compose de 4 éléments principaux :

  • les capteurs : souples non vitrés, plans vitrés ou sous vide
  • la régulation pour faire circuler la chaleur
  • le ballon de stockage d’eau chaude
  • l’énergie d’appoint pour assumer le complément si besoin

Le Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI)

Dans le secteur résidentiel, le chauffe eau solaire permet de produire l’eau chaude sanitaire d’un logement. Avec 2 à 8 m² de capteurs, le CESI permet de couvrir de 40 à 80 % des besoins pour une famille.

Voir le guide CESI de l’ADEME

Le Système Solaire Combiné (SSC)

Le chauffage solaire peut couvrir de 40 à 60 % de besoins de chauffage d’un foyer selon sa localisation géographique, l’orientation et une inclinaison des panneaux idéalement voisine de 60° par rapport à l’horizontal. L’utilisation d’un plancher chauffant est fortement recommandée.

Prévoir 1 m² de capteur pour 10 m² chauffés en rénovation et 0.7 m² de capteur en maison très bien isolée.

Veillez à impérativement prévoir un dispositif de gestion de surchauffe. Une décharge de chaleur en piscine est idéale.

L’eau chaude solaire collective

Le chauffe eau solaire collectif permet de couvrir 50 % des besoins en eau chaude sanitaire d’un bâtiment collectif.

Le principe consiste à stocker l’énergie issue du solaire sous forme d’eau chaude dans un ballon. Dès lors qu’il y a une demande énergétique, cette eau chaude passe dans un échangeur puis alimente les préparateurs en eau chaude sanitaire. Dans l’éventualité où la température n’est pas assez élevée, l’appoint prend le relais en tout ou partie.

Le rafraîchissement solaire

Paradoxalement, la chaleur du rayonnement solaire peut aussi être utilisée pour rafraîchir un bâtiment. La technique la plus connue consiste à utiliser la chaleur des capteurs solaires pour alimenter une machine à absorption utilisant une solution d’eau et de bromure de lithium.

Le froid produit est distribué comme une climatisation classique. Cette application est encore au stade de recherche et développement.

Pour une installation réussie 

Des capteurs bien dimensionnés

Attention au surdimensionnement ! Surcoût à l’achat et surchauffe en été.
Prévoir 40 à 60 l d’eau chaude à 50°C par personne par jour en fonction du lieu (voir la carte d’ensoleillement).

Une orientation optimale

Les capteurs seront orientés d’est en ouest, idéalement plein sud, avec une inclinaison de 30 à 45° par rapport à l’horizontale.

Un ballon de stockage adapté et bien isolé

Le ballon sera positionné au plus près des capteurs et du soutirage, dans un local chauffé pour limiter les pertes thermiques ; isoler les tuyauteries.
Utiliser du matériel agréé (capteurs avec avis technique) et travailler avec des installateurs qualifiés pour des systèmes fiables et performants.
Utiliser des logiciels de dimensionnement pour optimiser l’installation : Solo ( SOCOL), Calsol (Ines)…

Bibliographie et liens : Socol, Enerplan, Ines, Energivie.Pro, Oktave…

Bon à savoir

Depuis janvier 2017 la chaleur solaire bénéficie d’une revalorisation de sa performance énergétique dans le moteur de calcul règlementaire comprise entre 17 et 22%.

Pas de taxe carbone sur l’EnR : le solaire thermique n’est pas soumis à la Contribution Climat Energie sur la part d’énergie EnR. Le choix de la chaleur solaire en rénovation collective s’avère stratégique pour maîtriser le coût de ses factures, la Contribution Climat Energie impactant fortement et durablement à la hausse le prix des énergies conventionnelles.

 

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