Panneau solaire thermique : pour quel prix et quel rendement ?

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Dans la famille des panneaux solaires, on distingue le panneau solaire thermique, pour produire l'eau chaude sanitaire d'un logement et en partie le chauffage grâce à l'énergie gratuite du Soleil. Il ne faut pas confondre avec les panneaux solaires photovoltaïques qui, eux, servent à produire de l'électricité. Moins courants, les panneaux solaires thermiques se démocratisent en raison de leur rentabilité et leurs nombreux avantages. Tous les détails dans cet article.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire thermique ?

Quels sont les modèles et fonctionnements des panneaux solaires thermiques sur le marché ?

Comment fonctionnent les panneaux solaires thermiques ?

En principe, le panneau solaire thermique est équipé de capteurs qui captent les rayons du soleil, puis transmettent la chaleur à un liquide caloporteur placé sous le panneau. C'est ce fluide qui va chauffer l'eau du ballon, permettant de produire de l'eau chaude pour les besoins sanitaires du foyer. On appelle cette installation le chauffe-eau solaire individuel ou CESI.

Dans le cas d'un panneau solaire thermique pouvant produire le chauffage, on parle de système solaire combiné ou SSC. Ici, le liquide caloporteur va également chauffer l'eau des radiateurs ou des planchers chauffants.

Quels sont les différents types de panneaux solaires thermiques ?

Si tous les panneaux solaires thermiques fonctionnent sur le même principe, il faut noter qu'il existe différentes technologies possibles. Plus précisément, on distingue différents types de capteurs :

  • Les capteurs plans vitrés : dans le secteur résidentiel, les capteurs plans vitrés sont les plus couramment utilisés. Ce type de panneau est constitué d'une plaque en métal noir qui capte et absorbe les rayons du soleil. Il est aussi en contact direct avec les tubes contenant le liquide caloporteur et est pourvu d'un isolant qui permet de garder la chaleur à l'intérieur des tubes ;
  • Les capteurs tubulaires sous vide : comme le nom l'indique, ce type de panneau se compose de plusieurs tubes. Dans chaque tube se trouve un absorbeur directement relié au tuyau où circule le fluide caloporteur. Ce sont ces absorbeurs qui captent les rayons du soleil. Ce type de capteur fait partie des plus performants grâce au vide d'air qui fait office d'isolant. Il est donc particulièrement intéressant dans des régions aux conditions plus extrêmes ;
  • Les capteurs plans non vitrés : ces capteurs sont constitués de tubes en plastique noir ou en métal remplis d'eau qui absorbent les rayons du soleil. Ce sont les capteurs les moins chers, mais aussi les moins performants car ils ne bénéficient pas de la protection d'une vitre. Ils sont le plus souvent utilisés pour du préchauffage, des concepts artisanaux ou encore le chauffage de piscines ;
  • Les capteurs monobloc : avec un système monobloc, le ballon d'eau chaude est placé directement sur le toit avec les panneaux solaires thermiques. Cette solution n'est pas toujours avantageuse, car le ballon est plus sujet aux pertes de chaleur à l'extérieur qu'à l'intérieur. Sans oublier les risques de gel et de surchauffe.

Quels sont les avantages d’un panneau solaire thermique ?

Le panneau solaire thermique est une solution écologique et économique pour produire l'eau chaude sanitaire et le chauffage d'un logement. Cette installation permet de réaliser jusqu'à 40 % d'économies d'énergie selon les estimations. Ses avantages sont nombreux :

  • Une énergie renouvelable et économique : l'avantage principal du panneau solaire thermique est qu'il utilise l'énergie solaire, qui est renouvelable et entièrement gratuite. Une fois les panneaux installés, le ménage n'a plus grand chose à payer. De plus, c'est une installation qui ne nécessite que très peu d'entretien ;
  • Une solution d'énergie compatible avec les exigences de la RE 2020 : utiliser une énergie renouvelable, c'est aussi réduire son impact sur l'environnement. Ainsi, le panneau solaire thermique est compatible avec les réglementations actuelles en termes de consommation énergétique. C'est aussi une installation éligible aux différentes aides de l'État pour la rénovation énergétique ;
  • La couverture des besoins en chauffage et en eau chaude : en fonction du climat de la région et de la configuration des panneaux solaires, cette installation peut couvrir jusqu'à 50 % des besoins en chauffage d'un logement et 70 % des besoins en eau chaude ;
  • Une installation plus flexible que les panneaux photovoltaïques : le panneau solaire thermique est notamment plus libre en termes d'inclinaison et d'orientation.

Quels sont les inconvénients d’un panneau solaire thermique ?

Malgré ses nombreux avantages, il faut aussi prendre en compte les quelques inconvénients des panneaux solaires thermiques. En effet, cette installation n'est pas forcément avantageuse pour tout le monde. Parmi ses principaux points faibles, on peut citer :

  • La nécessité d'un système d'appoint : le principal inconvénient des panneaux solaires thermiques est qu'ils ont un rendement qui varie en fonction du niveau d'ensoleillement. En hiver, ils ont logiquement un rendement moins élevé à cause d'un rayonnement solaire moins intense et moins long. Ainsi, il faut quasiment toujours recourir à un système d'appoint pour couvrir les besoins du foyer en cas de baisse de performance ;
  • Un investissement de départ important : l'un des principaux freins à l'achat de panneaux solaires thermiques est leur prix encore trop élevé. Même si c'est un investissement qui se rentabilise grâce aux économies d'énergie réalisables, cela reste un investissement assez lourd. Il faut en effet prévoir entre 5 000 et 18 000 € pour ce type d'installation ;
  • La difficulté d'installation en rénovation : l'installation de panneaux solaires thermiques est plus contraignante en rénovation, car il faut souvent un ballon spécial, équipé d'un échangeur et éventuellement d'un système d'appoint intégré.

Quel est le prix d’un panneau solaire thermique ?

Combien coûte un panneau solaire thermique à l’achat ?

Selon l'Ademe, il faut compter entre 900 et 1 700 € / m2 de capteur pour l'installation de panneaux solaires. Cela équivaut à entre 5 000 et 18 000 € pour une installation complète. Mais beaucoup de facteurs peuvent influer sur le prix des panneaux solaires thermiques, à savoir :

  • La technologie choisie : par exemple, les capteurs tubulaires sous vide sont les plus chers (car plus performants), tandis que les capteurs solaires non vitrés sont beaucoup moins onéreux ;
  • La configuration de l'installation : un système solaire combiné est logiquement plus cher qu'un chauffe-eau solaire individuel ;
  • Le type de projet : en rénovation, il faut également investir dans un nouveau ballon ;
  • Le nombre de panneaux à installer : cela dépend essentiellement des besoins du logement, en fonction de la surface et du nombre d'occupants ;
  • Le choix du professionnel, etc.

Qui s’occupe de l’installation du panneau solaire thermique et quel est son prix ?

L'installation du panneau solaire thermique doit être réalisée par un professionnel. Plus précisément, pour garantir les compétences de l'entreprise et bénéficier des aides pour panneaux solaires, il faut se tourner vers un professionnel qualifié RGE Qualisol.

En moyenne, on estime que le tarif de la main d'oeuvre représente 20 % du coût total de l'installation. Ainsi, pour une installation de panneaux solaires thermiques de 10 000 € au total, la main d'oeuvre aura coûté environ 2 000 €.

Quelles sont les aides disponibles pour l’achat d’un panneau solaire thermique ?

Le panneau solaire thermique fait partie des solutions performantes et écologiques éligibles aux aides financières mises en place par l'État pour aider les foyers à réduire leur consommation énergétique. Ces aides permettent de faciliter le financement de l'installation et d'en réduire le coût final. En 2023, voici les aides disponibles pour une installation thermique :

  • Le taux de la TVA réduit à 5,5 % : la réduction s'applique automatiquement sur l'ensemble du projet, y compris la fourniture des matériels et la main d'oeuvre ;
  • L'éco-prêt à taux zéro : la banque peut accorder un prêt sans intérêt de jusqu'à 15 000 € pour une installation de chauffe-eau solaire ;
  • MaPrimeRénov : les installations solaires sont éligibles au dispositif MaPrimeRénov de l'Anah. Toute installation de production ECS à l'énergie solaire peut avoir droit à une aide comprise entre 2 000 et 4 000 € selon les revenus du ménage ;
  • La prime énergie : le chauffe-eau solaire est également éligible à la prime énergie accordée par les fournisseurs, dans le cadre des Certificats d'économies d'énergie. Le montant de la prime dépend de plusieurs facteurs, comme le type des travaux et les gains énergétiques attendus ;
  • Les aides locales, à voir dans chaque commune.

Quel est le rendement d’un panneau solaire thermique ?

Quelles sont les astuces pour un bon rendement de son panneau solaire thermique ?

Le rendement d'un panneau solaire thermique correspond au rapport entre l'énergie reçue et l'énergie produite. Vous l'aurez compris, plus le rendement est élevé, plus le capteur va produire de la chaleur. C'est donc un critère important pour déterminer la rentabilité de l'installation. Il existe heureusement quelques bonnes astuces pour optimiser le rendement des panneaux solaires thermiques :

  1. Avoir un bon taux d'ensoleillement : comme pour les panneaux photovoltaïques, le choix de l'emplacement est crucial pour les panneaux solaires thermiques. Il est indispensable de choisir un endroit avec un taux d'ensoleillement maximal. En général, il est conseillé d'opter pour une orientation plein Sud quand c'est possible. Il faut aussi éviter au maximum les zones d'ombre ;
  2. Entretenir les panneaux solaires : les panneaux solaires ne sont pas soumis à un entretien réglementaire. En revanche, il est indispensable de maintenir ses panneaux solaires régulièrement, en les nettoyant et en vérifiant la pression du fluide caloporteur ;
  3. Respecter une bonne inclinaison : même si les panneaux solaires thermiques sont moins exigeants en termes d'inclinaison, il reste important de choisir un bon angle, compris entre 30 et 50 degrés pour permettre un meilleur captage ;
  4. Isoler l'installation : la meilleure façon d'éviter les déperditions thermiques est de bien isoler l'installation. Ainsi, un isolant doit être installé sous le capteur et sur ses faces latérales. De même, il faut de préférence installer le ballon d'eau chaude à l'abri, à l'intérieur.

Comment calculer le rendement de son panneau solaire thermique ?

Le rendement des panneaux solaires thermiques s'exprime en pourcentage. Plus le pourcentage est élevé, plus le rendement est bon. Voici la formule à retenir :

Rendement en % = Puissance électrique produite / Puissance solaire reçue

La plupart des fabricants annoncent généralement un rendement de 80 % pour leurs panneaux solaires, mais il faut savoir que ce chiffre est calculé dans des conditions d'ensoleillement optimales. En réalité, le rendement varie fortement en fonction de nombreux facteurs :

  • Le niveau d'ensoleillement, qui varie en fonction des saisons ;
  • L'inclinaison des panneaux ;
  • L'orientation du toit ;
  • La présence ou non d'ombre sur le toit, etc.

Le rendement dépend aussi fortement du type de capteurs. Les capteurs à tube sous vide ont un rendement moyen de 50 %, tandis que les panneaux solaires à plans vitrés peuvent atteindre un rendement de 80 %.

Quelle surface de panneau solaire thermique convient pour une maison ?

Pour bien dimensionner ses panneaux solaires thermiques, il faut prendre en compte essentiellement ses besoins en eau chaude. Pour avoir une idée précise de cette consommation, il est conseillé de se fier à ses dernières factures d'eau.

Alternativement, on peut effectuer soi-même le calcul en considérant qu'un adulte consomme environ 50 litres d'eau chaude par jour. Pour couvrir cette quantité d'eau, il faut environ 2 m2 de panneaux solaires. Pour un foyer de quatre personnes, il faut donc prévoir environ 8 m2 de panneaux solaires thermiques. Un installateur professionnel sera en mesure de vous conseiller sur le bon dimensionnement de vos panneaux solaires.

FAQ

Comment entretenir son panneau solaire thermique ?

Comme mentionné plus haut, les panneaux solaires thermiques ne nécessitent que peu d'entretien. Cela étant dit, il est important d'effectuer quelques vérifications régulièrement pour assurer le bon fonctionnement de l'installation et augmenter sa durée de vie. Cela implique de :

  • Surveiller la pression sur le manomètre. Si elle varie fréquemment, cela signale peut-être un problème ;
  • Vérifier qu'il n'y a pas de fuite d'eau au niveau des tubes contenant le fluide caloporteur ;
  • Nettoyer les panneaux et les débarrasser des poussières et des feuilles mortes.

Tous les 3 à 5 ans, il faut également faire intervenir un professionnel pour contrôler le débit hydraulique, l'état du fluide ou encore le fonctionnement de tous les éléments du système.

Quelle est la durée de vie d’un panneau solaire thermique ?

Les panneaux solaires thermiques ont souvent une garantie qui va de 10 à 25 ans. Mais garantie ne suffit pas durée de vie. Les panneaux solaires continuent de fonctionner et d'être performants, même après la fin de la garantie, à condition d'être bien entretenus. En réalité, on constate que la durée de vie des panneaux solaires va de 30 à 40 ans.

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

Le panneau solaire photovoltaïque et le panneau solaire thermique fonctionnent sur le même principe : capter les rayons du soleil pour profiter d'une énergie entièrement gratuite. Mais il y a une différence majeure dans leur mode de fonctionnement et leur usage :

  1. Le panneau solaire thermique capte les rayons du soleil et transmet cette chaleur à un fluide caloporteur qui va l'envoyer au ballon d'eau chaude ou aux radiateurs de la maison afin de produire l'eau chaude et le chauffage ;
  2. Le panneau solaire photovoltaïque capte les rayons du soleil pour produire de l'électricité, qui va alimenter les différents équipements de la maison (y compris le ballon et le chauffage). Pour cela, il se compose de cellules qui captent les rayons et les transforment en courant continu. Il est également pourvu d'un onduleur qui convertit le courant continu en courant alternatif.

Peut-on fabriquer son propre panneau solaire thermique ?

Il est effectivement possible de fabriquer son propre panneau solaire thermique. Il existe différents tutoriels vidéos sur Internet, qui montrent les étapes de fabrication d'un panneau solaire. Il y a également de nombreux guides DIY que vous pouvez suivre.

Par ailleurs, certains fabricants proposent des kits d'autoconstruction solaire, avec tous les accessoires nécessaires et un manuel pour fabriquer soi-même ses panneaux. Mais attention, l'autoconstruction ne garantit pas le même rendement que des panneaux solaires fabriqués et installés par des professionnels.

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