Chauffe-eau solaires : énergie garantie

Arrivés à maturité, les chauffe-eau solaires peuvent diviser par deux et plus la facture d’eau chaude sanitaire et s’amortir à moyen terme grâce au crédit d’impôts et aux subventions locales ou régionales.
Même si nous ne sommes pas égaux face au rayonnement solaire, le soleil est une énergie gratuite, écologique, très intéressante pour produire de l’eau chaude sanitaire. De plus, le chauffe-eau solaire individuel (CESI) est aujourd’hui un matériel performant et fiable. Les gammes proposées par les fabricants peuvent satisfaire tous les besoins que l’on soit un couple ou une famille nombreuse.

1- A la base les capteurs

Le principe d’un CESI est assez simple : un liquide antigel circule en circuit fermé entre des capteurs exposés au soleil et relié à un ballon de stockage. Dans ce dernier, le liquide circule dans un échangeur thermique et cède sa chaleur à l’eau. Refroidi, il repart vers les capteurs où il sera réchauffé à nouveau par le rayonnement solaire. Deux types de capteurs sont proposés.
Premier type, le capteur plan est un caisson recouvert d’un verre trempé qui contient un serpentin disposé sur un absorbeur. En cuivre, peint en noir, il transforme les infrarouges (IR) du rayonnement solaire en chaleur. En s'échauffant, l'absorbeur devient une source émettrice d'IR, piégée par la vitre qui ferme le capteur. Ces productions de chaleur sont transmises par conduction au fluide qui circule dans le serpentin. Pour limiter les déperditions thermiques, le vide partiel entre vitre et absorbeur sert d’isolant et le caisson est ceinturé latéralement et en sous face de laine minérale.
Deuxième choix, le capteur à tubes sous vide d’air se distingue par ses éléments cylindriques en verre. Chaque tube intègre un absorbeur qui transmet sa chaleur directement à un tube coaxial dans lequel circule le fluide caloporteur. Les déperditions calorifiques sont ainsi très faibles. A surface égale, les capteurs à tubes sous vide sont plus performants que les précédents mais plus chers. Ces capteurs sont une alternative pour compenser le manque d’ensoleillement de la région. Ils conviennent particulièrement au montage en terrasse ou sur des façades et lorsqu'on recherche à produire également du chauffage.
2- Le bon emplacement
Orientation, inclinaison et emplacement des capteurs ont une grande incidence sur les performances de l’installation.
Ils s’orientent plein sud ou, le cas échéant, sud-est ou sud-ouest, en évitant les ombres portées. Les capteurs à tubes sous vide possèdent un avantage car chaque élément peut être orienté de manière optimale vers le sud, pour recevoir le maximum de rayonnement.
L’inclinaison idéale, indispensable également pour éviter les stagnations et la formation de mousse, est de 40 à 50° par rapport à l’horizontale. Il est préférable d’approcher un angle de 50° qui optimise la réception du flux solaires en hiver et évite que la neige ne demeure sur les capteurs.
La plupart des capteurs plans vitrés se fixent sur la charpente (après découverture) et se fondre avec les éléments de couverture ou encore avec les fenêtres de toit. C’est la solution la plus esthétique.
Plus rapides et moins chère, la pose sur le toit grâce à des platines spéciales est moins esthétique, mais vous risquez surtout de perdre les subventions départementales ou régionales.
Si les capteurs ne peuvent être orientés au sud, ou s'ils ne peuvent pas être montés sur la toiture, il est possible de les poser au sol sur un châssis incliné.
3- Le ballon indispensable
Le ballon électro ou hydrosolaire, d’une capacité, un ballon solaire comporte les mêmes équipements qu'un cumulus électrique. Il se distingue par le serpentin (l'échangeur) situé dans le bas de la cuve pour chauffer le plus grand volume possible. Exceptés les DOM-TOM, un CESI ne peut couvrir la totalité des besoins d'une famille. Un appoint est donc nécessaire pour faire face aux périodes froides, sans soleil… pour prendre le relais du solaire.
Les ballons électrosolaires, les plus nombreux et les plus simples, possèdent une résistance électrique, asservie à un tarif heures creuses ou multitarif.
Si la maison possède un chauffage central, l'appoint est assuré par un échangeur thermique raccordé à la chaudière. Le ballon prend alors l'appellation d'hydrosolaire. Dans ce cas, l’idéal est de combiner les deux systèmes d’appoint. En période de chauffage, c'est l'échangeur thermique qui assure l'appoint. L'été, il sera pris en charge par la résistance électrique. On ne recourt alors à l'électricité que durant la période estivale où l'ECS est produite principalement par le solaire. Cette solution évite la mise en marche de la chaudière pour de courtes périodes, néfastes pour le rendement de combustion