Qu’est-ce qu’un chauffe-eau solaire, est-ce que ça vaut le coup ? Cet article explore comment un chauffe-eau solaire peut faire la différence dans votre consommation d’énergie.
Lorsque la plupart des gens envisagent de passer au solaire pour leur maison, leur réflexion se porte généralement sur les panneaux photovoltaïques produisant de l’électricité.
Même si les panneaux solaires peuvent considérablement réduire vos coûts énergétiques et votre empreinte carbone, un système de chauffe-eau solaire peut souvent s’avérer plus économique.
Il existe de nombreux chauffe-eaux solaires différents, ce qui peut rendre un peu difficile la recherche du modèle qui fonctionnera le mieux pour votre maison.
Donc, avant de vous précipiter sur la première annonce que vous voyez, permettez nous de vous donner un aperçu facile à comprendre de ce que sont ces systèmes.
Qu’est-ce qu’un chauffe-eau solaire ?
Un chauffe-eau solaire est un système qui capte la chaleur des rayons du soleil et transfère cette chaleur directement à l’eau ou à un liquide caloporteur. Le fluide chauffé circule ensuite à travers des tubes sous vide ou des panneaux plats, où il se réchauffe et retourne dans un réservoir de stockage.
La partie principale des chauffe-eaux solaires est constituée de collecteurs que l’on installe généralement sur un toit orienté au sud pour maximiser l’exposition au soleil. Il est également important de noter que cette zone de votre toit ne doit pas recevoir beaucoup d’ombre pendant la journée.
Plus le collecteur est exposé au soleil, mieux c’est.
Par rapport à un ballon d’eau chaude traditionnel, vous ne consommez pas d’électricité pour pomper le fluide dans le système. Vous profitez de l’énergie gratuite fournie par le soleil.
La plupart des gens qui installent de tels systèmes le font pour l’efficacité énergétique qu’ils procurent, ouvrant la voie vers une vie plus autonome sur le plan énergétique. Un système de chauffe-eau solaire est polyvalent. Il est capable de chauffer à la fois l’eau domestique et celle d’une piscine, engendrant ainsi des économies significatives.
Là où les choses se compliquent un peu, c’est en ce qui concerne les nuances techniques. En effet, il existe des systèmes actifs et passifs. Et non seulement ils fonctionnent différemment, mais leurs fourchettes de prix sont très différentes.
Comment fonctionnent les chauffe-eau solaires ?
Examinons de plus près les composants qui composent un système de chauffe-eau solaire et la manière dont ils s’articulent pour créer suffisamment d’eau chaude pour votre maison.
Collecteurs
Les collecteurs, communément appelés panneaux noirs, sont typiquement installés sur les toits, exposés de manière significative au rayonnement solaire. Ils diffèrent considérablement des panneaux photovoltaïques largement connus du grand public.
Ces collecteurs sont spécifiquement conçus pour capter la chaleur thermique du soleil, plutôt que de générer un courant électrique utilisable pour alimenter divers appareils électroménagers ou charger des batteries.
Les panneaux noirs sont traversés par un réseau de tubes, et lorsque le soleil réchauffe la plaque absorbante du panneau, cette chaleur est transférée à un fluide circulant dans les conduites.
Tout comme avec les panneaux solaires photovoltaïques, les chauffe-eaux solaires sont disponibles en différentes tailles. La quantité d’eau chaude requise détermine le nombre de panneaux à installer.
Panneau solaire vs Collecteur thermique
Échangeur thermique
Le collecteur initie le processus de chauffage progressif du fluide, tandis que des capteurs de température surveillent attentivement cette élévation thermique. Lorsque la température atteint un seuil critique, la pompe intégrée à l’échangeur thermique entre en action, assurant la circulation du fluide au sein du système.
Cet ingénieux composant des systèmes de chauffe-eaux solaires facilite le transfert de chaleur de l’eau vers le réservoir de stockage. Cette opération s’effectue à travers un réseau de tuyaux en spirale soigneusement agencés à l’intérieur du réservoir, générant ainsi de l’eau chaude dans ce dernier.
Réservoir de stockage d’eau chaude
La capacité du réservoir d’eau chaude dans un système de chauffe-eau solaire est généralement corrélée à la dimension des unités de chauffe-eaux solaires installées sur le toit. Une augmentation du nombre d’unités permet non seulement un stockage accru d’eau chaude, mais requiert également un réservoir de stockage de plus grande capacité.
Parallèlement, la faisabilité d’installer plusieurs unités sur le toit peut être limitée par des contraintes d’espace. Dans de tels cas, il pourrait ne pas être économiquement avantageux d’opter pour une configuration comportant un grand réservoir de stockage.
Système de contrôleur
Le système de contrôleur exerce deux fonctions essentielles.
En premier lieu, il surveille attentivement la température au sein des panneaux. Lorsque celle-ci atteint un seuil critique, des pompes s’activent pour assurer la circulation du fluide à travers l’échangeur thermique. Cette procédure vise à garantir une efficacité optimale, en particulier par temps froid.
La seconde fonction de l’unité de contrôle consiste à surveiller la température à l’intérieur de votre réservoir d’eau chaude. Cette mesure s’inscrit dans un mécanisme de sécurité visant à prévenir toute surchauffe du réservoir. De plus, cette surveillance évite également la circulation d’un fluide caloporteur dont la température serait inférieure à celle de l’eau chaude du ballon.
Chauffage d’appoint pour chauffe-eau solaire
Un complément essentiel intégré à votre chauffe-eau solaire est constitué par un système de chauffage électrique d’appoint. En dépit d’une exposition solaire réduite pendant la saison des pluies, ces dispositifs demeurent opérationnels, offrant une solution fiable lors de journées où l’ensoleillement est insuffisant. Il est probable que la plupart des utilisateurs se trouvent confrontés à de nombreuses périodes durant lesquelles la captation solaire n’est pas optimale, s’étendant parfois sur plusieurs jours.
Durant ces périodes, le recours au système d’appoint s’avère nécessaire pour assurer un approvisionnement constant en eau chaude. La fréquence d’utilisation de ce système dépendra étroitement des conditions climatiques locales.
Catégories des systèmes de chauffe-eaux solaires
Deux catégories prédominantes de systèmes de chauffe-eaux solaires se distinguent, et au sein de ces catégories, à savoir les systèmes passifs et actifs, diverses approches sont employées pour chauffer l’eau.
Explorons plus en détail chaque type de chauffe-eau solaire afin de vous doter des connaissances essentielles pour sélectionner le système le plus adapté à votre maison.
Chauffe-eau solaires actifs
Les chauffe-eau solaires actifs se déclinent en systèmes directs et indirects, chacun ayant des implications significatives sur leur efficacité selon la localisation géographique.
a) Systèmes directs actifs
Les systèmes actifs à transfert direct de chaleur reposent sur la circulation d’eau potable à travers les panneaux solaires installés sur le toit. L’eau ainsi chauffée est ensuite pompée par le système actif vers un réservoir de stockage.
Bien que cette configuration présente généralement des coûts d’achat et d’entretien réduits, elle est limitée aux climats tempérés. En cas de risque de gel, notamment dans des zones sujettes aux températures glaciales, un système direct actif peut être vulnérable à la formation de glace, entraînant des dommages potentiels tels que la rupture des tuyaux.
b) Systèmes indirects actifs
Les systèmes indirects actifs reposent sur la circulation d’un fluide antigel à travers les canalisations. Une fois chauffé dans les panneaux solaires, le fluide est ensuite pompé par le système actif à travers un réseau de tuyaux jusqu’à un échangeur de chaleur.
Un ensemble de tuyaux en spirale à l’intérieur du réservoir permet le transfert de chaleur du liquide antigel à l’eau contenue dans le réservoir. Ce système, largement répandu, s’adapte aussi bien aux climats doux qu’aux environnements froids. Il offre l’avantage de ne pas être sujet au gel, assurant la production d’eau chaude même par temps hivernal clair.
Chauffe-eau solaire actif
Chauffe-eau solaires passifs
Les chauffe-eau solaires passifs sont disponibles en deux configurations distinctes. Bien que le coût initial attractif puisse séduire de nombreux utilisateurs, il est crucial de noter que ces systèmes sont moins efficaces.
a) Stockage intégré du collecteur
Le système de stockage de collecteur intégré (ICS) repose sur des panneaux collecteurs servant simultanément de solution de stockage pour l’eau chaude. Ces systèmes passifs utilisent la gravité pour assurer la circulation de l’eau chaude jusqu’aux robinets, éliminant ainsi la nécessité d’unités de contrôle ou de pompes susceptibles de complexifier le système passif.
Cependant, ils présentent des inconvénients potentiels, tels que la sensibilité au gel, nécessitant une vidange hivernale pour prévenir tout risque de rupture du réservoir de stockage. Un autre inconvénient réside dans leur poids global, parfois nécessitant des renforcements structuraux du toit. Ces systèmes sont généralement adoptés pour préchauffer l’eau d’un système de chauffage central, plutôt que pour la production d’eau chaude potable.
b) Chauffe-eau à thermosiphon
Cette configuration est similaire à un chauffe-eau solaire passif ICS, mais elle tire davantage parti de l’effet gravitationnel et de la thermocirculation. Dans ce système passif, l’eau se réchauffe dans les panneaux et monte dans un réservoir de stockage positionné plus haut que les panneaux. À mesure que l’eau chaude monte, de l’eau plus froide descend dans les panneaux, créant ainsi un système de circulation fondé sur les lois de la physique.
Bien que plus efficace qu’un ICS, ce type de système de chauffe-eau solaire présente les mêmes inconvénients en ce qui concerne les conditions de gel et le poids du stockage.
Comment sélectionner adéquatement le chauffe-eau solaire optimal pour votre résidence ?
Lorsque vous entreprenez le choix d’un système de chauffe-eau solaire, il est impératif de ne pas succomber aux charmes de publicités sophistiquées et de vendeurs habiles. Les éléments clés à prendre en considération sont les suivants :
- Volume d’eau chaude : La première étape consiste à déterminer la quantité quotidienne d’eau chaude requise pour votre maison. Ce chiffre varie considérablement en fonction de la taille du ménage. Tenez un journal détaillé de l’utilisation du chauffe-eau électrique, en notant les activités telles que le remplissage de l’évier de cuisine, le lavage des mains et les douches. Ces données permettront de dimensionner adéquatement le chauffe-eau solaire et le réservoir de stockage.
- Position géographique : Le lieu de résidence joue un rôle crucial. Dans des régions comme le Sénégal, où le gel est inexistant, les systèmes passifs peuvent représenter une option économique. Pour plus de détails, référez-vous à la section ci-dessus, mettant en avant le chauffage de l’eau potable plutôt que d’un fluide de transfert. De plus, dans des endroits avec un ciel généralement dégagé toute l’année, moins de panneaux solaires peuvent être nécessaires. En revanche, des conditions nuageuses fréquentes et des hivers longs peuvent requérir des panneaux additionnels.
- Orientation de votre toit : L’orientation du toit est un aspect essentiel de l’installation d’un chauffe-eau solaire. Idéalement, une partie du toit devrait être orientée au sud pour bénéficier d’un ensoleillement direct optimal. Toutefois, si cette configuration n’est pas envisageable en raison d’ombres importantes ou d’une petite surface disponible, l’installation doit être adaptée pour maximiser l’efficacité du système.
- Budget : Enfin, le budget joue un rôle déterminant dans le choix du chauffe eau solaire thermique. Trouver un équilibre entre un système plus grand mais moins efficace et un système plus petit avec un facteur d’énergie solaire élevé est essentiel. De plus, il est crucial de considérer combien d’argent le système permettra d’économiser à long terme, ouvrant ainsi la possibilité d’ajuster votre budget initial.
Combien coûtent un chauffe-eau solaire ?
Dans l’ensemble, le coût d’un système de chauffe-eau solaire dépendra du fait qu’il soit actif ou passif et du nombre de panneaux que vous souhaitez installer.
Décomposons cela un peu.
Systèmes actifs
Un chauffe-eau solaire actif coûtera généralement beaucoup plus cher qu’un chauffe-eau passif. Et le coût total dépend du nombre de panneaux dont vous avez besoin et du volume du réservoir d’eau.
En règle générale, vous pouvez vous attendre à ce que le coût pour une maison moyenne soit de 2 000 000 FCFA à 2 700 000 FCFA.
Les systèmes de plus grande capacité pour les grandes maisons familiales coûtent généralement entre 3 000 000 FCFA et 4 500 000 FCFA, mais ils peuvent souvent générer tellement d’eau chaude que vous économisez une fortune d’électricité.
Combien coute un chauffe eau solaire
Systèmes passifs
Les chauffe-eau solaires passifs présentent un avantage financier évident par rapport à leurs homologues actifs. En effet, un modèle typique de chauffe-eau solaire passif destiné à une résidence familiale peut être acquis entre entre 500 000 FCFA et 1 500 000 FCFA, offrant une capacité de stockage d’environ 60 gallons d’eau chaude.
Il est important de noter que, malgré leur coût initial réduit, ces systèmes ne conviennent pas aux régions sujettes au gel hivernal. De plus, il est à souligner que les économies d’énergie réalisées avec un système passif sont moins significatives comparées à celles obtenues avec un système actif.
Par ailleurs, il est judicieux de prendre en considération que les systèmes de stockage à collecteur intégré peuvent présenter des coûts initiaux plus bas, bien que les dépenses liées à l’installation puissent être plus élevées. En cas d’inadéquation structurelle de votre toit pour supporter un tel dispositif, des frais supplémentaires liés à un support structurel additionnel peuvent être envisagés.
Conclusion
L’installation d’un chauffe-eau solaire peut constituer une stratégie économiquement avantageuse visant à substantiellement réduire votre consommation électrique tout au long de l’année.
Comparativement aux panneaux solaires photovoltaïques, ces systèmes présentent des coûts d’installation plus abordables et peuvent générer une réduction substantielle de la consommation électrique. Le choix principal dépendra du budget disponible ainsi que de la localisation géographique, orientant ainsi le choix entre un chauffe-eau solaire passif ou actif.
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