Panneau solaire thermique : comment ça fonctionne ?

Panneau solaire thermique : L'essor de l'industrie de l'énergie solaire a mis en lumière des solutions énergétiques prometteuses, axées sur la durabilité et le renouvelable. Si les panneaux photovoltaïques sont bien connus, les panneaux solaires thermiques méritent également notre attention. Dans cet article, nous explorerons leur efficacité, leur mode de fonctionnement, et les coûts associés à leur installation. Découvrez tout ce que vous devez savoir sur cette technologie innovante qui contribue à façonner l'avenir de l'énergie verte.

Comment fonctionnent les panneaux solaires thermiques ?

Source : Dimo Diagnostic

Le principe de fonctionnement d'un panneau solaire thermique est relativement simple. Un fluide caloporteur circule à l'intérieur du panneau et absorbe la chaleur générée par le rayonnement solaire. Ce fluide est ensuite dirigé vers le ballon de stockage du chauffe-eau solaire, où il transfère sa chaleur à l'eau chaude sanitaire. C'est cette eau là qui sera distribuée via le circuit dans votre foyer.

Dans certains cas, les propriétaires choisissent un système solaire combiné (SSC). Il fonctionne comme un chauffe-eau solaire, mais est connecté à plusieurs circuits. En plus de fournir de l'eau chaude, il peut chauffer votre logement en alimentant les radiateurs à eau ou le plancher chauffant.

La différence entre un panneau thermique et un panneau photovoltaïque ?

Un panneau solaire thermique utilise l’énergie du soleil pour produire de la chaleur. Un fluide caloporteur se chargera alors de transférer cette chaleur vers l'eau. Cette dernière ira dans un ballon de stockage avant d'alimenter nos robinets d'eau chaude.

Le panneau photovoltaïque va transformer l’énergie solaire et produire de l’électricité. C'est avec cette énergie qu'il viendra alors par la suite alimenter vos appareils électriques.

L'administration Biden a dévoilé des objectifs extrêmement ambitieux en matière d'énergie solaire. D'ici à 2050, celle-ci pourrait représenter près de la moitié de l'électricité produite aux Etats Unis. Les Echos — Les Etats-Unis veulent faire du solaire leur première source d'énergie 

Qu’est-ce qu’une installation solaire thermique ?

L’installation solaire thermique est un système de production d’énergie dont la principale source est le soleil. Nous pouvons en différencier deux types, le premier est le Chauffe-eau solaire. Il sert à produire de l’eau chaude sanitaire qui sera stockée dans un ballon d'eau chaude.

Le second, est utilisé pour produire assez d’énergie. Une partie couvrira les besoins directs d’un ménage en eau chaude sanitaire (robinets, douches, ballon d'eau chaude…). L'autre partie sera injectée dans les radiateurs à eau ou votre plancher chauffant.

Newheat - La centrale solaire thermique du Verdun fournira 8000 mégawattheures/an

Chauffe eau solaires individuels (CESI) :

Le système du CESI est autonome, il fournit de l'eau chaude directement à un seul foyer. Il se compose généralement de panneaux solaires thermiques installés sur le toit, d'un ballon de stockage d'eau chaude. Enfin, un circuit de fluide caloporteur qui circule entre les panneaux et le ballon.

Le chauffe eau solaire individuel est conçu pour répondre aux besoins en eau chaude sanitaire d'une résidence individuelle. Cela peut inclure l'eau utilisée pour la douche, la cuisine et d'autres besoins ménagers.

Systèmes solaires combinés (SSC) :

Le SSC a une installation combine la production d'eau chaude sanitaire avec le chauffage de l'espace. Il utilise l'énergie solaire pour chauffer d'une part l'eau sanitaire. D'autre part, le fluide caloporteur circulera à travers un plancher chauffant ou le chauffage de l'espace intérieur.

Là, où le CESI se concentre sur la production d'eau chaude. Un SSC est équipé d'une installation conçue pour répondre aux besoins simultanés de chauffage d'espace et de production d'eau chaude.
Vous pouvez retrouver encore plus de détails dans cette article, qui vous parlera de l'installation d'un chauffage solaire thermique.

Installations solaires hybrides (ISH)

La combinaison des technologies photovoltaïques (PV) et thermiques dans un système solaire hybride PV/T permet de maximiser l'énergie solaire. Les panneaux solaires sont spécialement conçus pour intégrer des cellules photovoltaïques produisant de l'électricité et des composants thermiques captant la chaleur solaire. La partie thermique des panneaux absorbe la chaleur du soleil et maintient les cellules photovoltaïques à un niveau optimal. De cette manière, elle assure un bon rendement électrique.

Cette conception permet une absorption simultanée de l'énergie solaire pour générer de l'électricité, chauffer de l'eau et alimenter le chauffage. Les avantages de ce système hybride résident dans son rendement énergétique accru. Grâce à la synergie des deux technologies, on arrive à une exploitation plus efficiente de l'énergie solaire disponible.

Je vous invite à lire cette article sur les avantages du panneau solaire hybride pour en savoir plus à ce sujet.

Source : Dimo Diagnostic

Quels sont les différents capteurs ?

Les capteurs plans vitrés :

Les panneaux solaires thermiques dotés de capteurs plans vitrés se positionnent comme l'une des options privilégiées pour exploiter de manière efficace l'énergie solaire. Composés d'une plaque métallique noire, ces capteurs assurent une absorption optimale du rayonnement solaire.

Le capteur est en contact direct avec des tubes contenant un fluide caloporteur. Il arrive de cette manière avec facilité à transférer de chaleur vers un système d'utilisation finale ou un ballon de stockage. Une couche isolante résistante aux températures élevées est placée en dessous de l'ensemble, préservant ainsi la chaleur à l'intérieur des tubes.

Pour assurer la protection des tubes et maximiser l'effet de serre, un vitrage en verre trempé enveloppe l'intégralité du dispositif. Cela permet de minimiser les pertes de chaleur tout en accentuant la concentration du rayonnement solaire sur la plaque métallique absorbante.

En exploitant le pouvoir absorbant du métal noir, l'effet de serre, et le transfert de chaleur via le fluide caloporteur. Le capteur plan vitré devient une solution efficace pour chauffer le fluide caloporteur.

Les capteurs tubulaires sous vide :

Les capteurs tubulaires sous vide sont des dispositifs avancés de capture d'énergie solaire qu'on retrouve dans les panneaux solaires thermiques. Ils se composent de tubes en verre sous vide, à l'intérieur desquels circule un fluide caloporteur. La paroi interne des tubes est recouverte d'un revêtement sélectif qui maximise l'absorption du rayonnement solaire tout en minimisant les pertes de chaleur. Grâce à sa conception sous vide, le capteur offre une isolation thermique efficace, réduisant les pertes de chaleur par conduction et convection.

Le capteur tubulaire sous vide est connu pour sa haute performance. Il assure ses performances même par temps froid et nuageux, le rendant particulièrement adapté à des climats variés.

Les capteurs plans non vitrés :

Les capteurs plans non vitrés sont des dispositifs solaires conçus pour collecter l'énergie solaire sans avoir besoin de vitrage. Ils consistent généralement en une plaque absorbante exposée directement au soleil, souvent recouverte d'un matériau sélectif pour maximiser l'absorption de la lumière solaire. Ces capteurs sont moins complexes que leurs homologues vitrés, ce qui peut réduire les coûts d'installation des panneaux solaires thermiques.

Cependant, ils sont plus sensibles aux pertes de chaleur et peuvent être moins efficaces dans des météos défavorables. Les capteurs plans non vitrés trouvent souvent leur application dans des environnements où la simplicité et le coût économique sont des priorités. À titre d'exemple, on peut les retrouver dans des systèmes de chauffage d'eau résidentiels ou des applications agricoles.

@Ooreka

Combien coûte une installation solaire thermique ?

Le prix d’une installation solaire thermique n’est pas fixe. Il varie selon plusieurs facteurs et peut facilement atteindre les 19 000 euros.

Comme mentionné précédemment, la technologie intégrée est un facteur déterminant dans le prix des panneaux solaires thermiques. Ainsi, un système solaire combiné sera plus onéreux qu'un chauffe-eau solaire individuel. De même, un panneau solaire thermique avec des capteurs non vitrés est plus abordable qu'un panneau avec des capteurs à tubes sous vide.

En résumé, le coût d'un panneau solaire augmente avec sa performance. Ainsi, le choix de la technologie dépend en grande partie de vos besoins et de votre budget. Il est tout aussi important de prendre en compte les frais d'entretien et de maintenance pour garantir le bon fonctionnement du kit solaire.

Comme pour tout système de chauffage à eau chaude, le kit solaire doit être nettoyé souvent. Il est recommandé de faire effectuer cette tâche par un professionnel. Il assurera non seulement le nettoyage du kit solaire, mais il détectera également d'éventuelles fuites du fluide caloporteur. Il pourra à votre demande, examiner la stabilité de la pression à l'aide du manomètre solaire.

Les aides de l'état :

L'installation de panneaux solaires thermiques peut bénéficier de plusieurs aides financières de l'État. Celles-ci encouragent les ménages à investir dans les énergies renouvelables et à rénover leurs habitations. Voici un résumé des principales aides disponibles :

1. MaPrimeRénov’ :

• Ouverte à tous les ménages.
• Le montant varie en fonction des ressources du ménage et du gain écologique résultant des travaux.
• Cumulable avec d'autres subventions.

1. MaPrimeRénov’ Sérénité :

• Cible les foyers modestes pour des travaux de rénovation globale (isolation, chauffage, ventilation, etc.) avec un gain énergétique d'au moins 35%.
• Vise à encourager la rénovation énergétique des bâtiments.

1. La prime énergie (ou CEE) :

• Versement direct aux particuliers par les fournisseurs d'énergie.
• Peut prendre la forme d'un bon d'achat ou d'une somme d'argent.
• Le montant dépend des ressources du ménage et des travaux réalisés.

1. L’Éco-prêt à taux zéro (Eco-PTZ) :

• Possibilité de souscrire un prêt auprès d'une banque conventionnée.
• Montant pouvant atteindre 50 000 euros pour financer la rénovation énergétique.
• Pas d'intérêts à payer sur le montant emprunté.

1. La TVA à taux réduit (5,5 %) :

• Réduction du coût de la main-d'œuvre grâce à une TVA réduite de 5,5 % (au lieu de 10 %).

En utilisant ces aides financières, les ménages peuvent bénéficier d'un soutien important pour investir dans des installations solaires thermiques. Ils contribuent ainsi à la transition vers des sources d'énergie plus durables et à la réduction de la consommation énergétique des bâtiments.