Le chauffe-eau solaire permet de couvrir une large part des consommations d’eau chaude sanitaire, grâce à l’énergie solaire.

L’installation d’un chauffe-eau solaire nécessite la pose de capteurs solaires thermiques.

Les capteurs solaires thermiques représentent une surface moyenne de 3 à 5 m², il est donc assez facile de trouver un emplacement approprié.

L’idéal est une pente de toit orientée vers le Sud, d’une inclinaison de 45° environ  masquée par aucun obstacle à la lumière (arbre, immeuble…). Les toits entre le Sud-Est et le Sud-Ouest peuvent également convenir;

Bien que la production d’eau chaude solaire soit plus ou moins efficace selon l’ensoleillement local (Dans le Midi, on reçoit 30 % à 40 % de rayonnement solaire en plus que dans le nord de la France) , la productivité des capteurs est sensiblement équivalente comme le montre la carte ci-dessous.

Fonctionnement du chauffe-eau solaire

Le chauffe-eau solaire se compose de capteurs solaires thermiques posés en toiture (1), d’un système de circulation et de régulation (2) et d’un ballon de stockage d’eau chaude (3). Ce système peut-être utilisé indépendamment du système de chauffage.

1. Le capteur solaire comprend :

• une plaque et des tubes métalliques noirs. Ils constituent l’absorbeur qui reçoit le rayonnement solaire et s’échauffe ;
• un coffre rigide et thermiquement isolé entourant l’absorbeur. Sa partie supérieure, vitrée, laisse pénétrer le soleil et retient la chaleur comme une petite serre. L’ensemble est en général placé sur un toit.

2. Le système de circulation étanche et calorifugé, contient de l’eau additionnée d’antigel. Ce liquide s’échauffe en passant dans les tubes du capteur, et se dirige vers un ballon de stockage.

3. Le ballon solaire est une cuve métallique bien isolée. Il constitue la réserve d’eau sanitaire. Là, grâce à un échangeur thermique (serpentin), il cède ses calories  à l’eau sanitaire.
Le liquide , refroidi, repart vers le capteur, où il est chauffé à nouveau tant que l’ensoleillement reste efficace. L’eau chaude soutirée est remplacée immédiatement par la même quantité d’eau froide du réseau, réchauffée à son tour par le liquide du circuit primaire.

La circulation du liquide peut être naturelle ou forcée.

• Dans le premier cas, le liquide caloporteur circule grâce à sa différence de densité avec l’eau du ballon. Tant qu’il est plus chaud, donc moins dense qu’elle, il s’élève naturellement par thermorégulation. Le ballon doit être placé plus haut que les capteurs. Sur ce principe sont conçus les chauffe-eau solaires “en thermosiphon”.

• Dans le second cas, une petite pompe électrique, met en mouvement le liquide caloporteur quand il est plus chaud que l’eau sanitaire du ballon. Son fonctionnement est commandé par un dispositif de régulation jouant sur les différences de températures : si la sonde du ballon est plus chaude que celle du capteur, la régulation coupe la pompe. Sinon, cette dernière est remise en route et le liquide primaire réchauffe l’eau sanitaire du ballon.

Durant les périodes défavorables (hiver, demi-saison, longue période de mauvais temps), l’énergie solaire ne peut assurer la totalité de la production d’eau chaude. Le ballon est donc équipé d’un dispositif d’appoint qui prend le relais en cas de besoin, et reconstitue le stock d’eau chaude. Il peut s’agir :

• d’une résistance (appoint électrique), souvent placée à mi-hauteur du ballon solaire ;
• d’un serpentin (appoint hydraulique) raccordé à une chaudière (gaz, mazout, bois) située en aval du ballon.

Caractéristiques d’une installation solaire thermique

Le chauffe-eau solaire est un équipement très simple. Les seules caractéristiques à examiner pour choisir un matériel sont :

• La surface des capteurs thermiques

La surface des capteurs thermiques détermine la quantité d’eau chaude que peut produire le chauffe-eau solaire. Pour une famille de 3 ou 4 personnes, il faudra installer des capteurs de 3 à 5 m².

• La capacité du ballon

Le volume du ballon représente la quantité d’eau chaude qui peut être stockée : stockage pendant la journée en attendant les consommations d’eau chaude du soir et du matin, stockage pendant la période où les habitants sont absents. Pour une famille de 3 à 4 personnes, le ballon aura une capacité de 200 à 300 litres.

Coût d’installation du CESI

Le prix d’un chauffe-eau solaire, équipé de 3 à 5 m² de capteurs et d’un ballon de 200 à 300 litres (donc pour trois à quatre personnes varie de 3800 et 5800 € TTC (pose incluse).

L’achat d’un chauffe-eau solaire vous donne droit à un crédit d’impôt: Le montant de ce crédit d’impôt est de 50% des dépenses TTC (subventions déduites, hors main d’Å“uvre). Le montant du crédit d’impôt est plafonné à 8000 € pour une personne seule et à 16 000 € pour un couple marié soumis à l’imposition commune (400 €  supplémentaire par enfant à charge).

Si vous ne payez pas d’impôts, l’État vous fait un chèque de ce montant.