Introduction au solaire
Dans cette rubrique, nous commencerons par resituer le solaire dans l’habitat.
L’énergie solaire est utilisée depuis très longtemps dans l’habitat. Elle est d’autant plus simple à mettre en œuvre qu’elle a été prise en compte tôt dans la conception du bâtiment et de ses aménagements.
Sommaire
L’architecture climatique :
Selon que l’on travaille sur un projet de rénovation ou dans du neuf, on dispose de latitudes d’action différentes. L’architecture climatique est la première étape à ne pas négliger. Avant de s’attacher aux solutions modernes et technologiques, on considèrera le bâtiment dans son environnement. Ce n’est pas notre sujet, néanmoins, je ne pouvais pas ne pas l’aborder, il fixe notre cadre d’action. Quelques éléments de réflexion :
Panorama des solutions solaires thermiques
L’énergie solaire thermique est utilisée depuis des très longtemps dans l’habitat.
Il existe différentes manières d’utiliser l’énergie solaire thermique : solaire passif ou non, de quoi parle-t-on ? Quelles sont les grandes familles de solutions que l’on rencontre sur le marché ? Notre page sur les applications solaires thermiques vous présente les principales solutions.
Le solaire passif
Qu’il s’agisse de l’implantation de la maison, sur un versant ensoleillé, de son orientation, de la conception des ouvertures (plutôt orientées au sud), de la mise en place de brise soleil ou de vérandas, du choix de l’isolation (contre le froid mais aussi la chaleur liée à l’ensoleillement), de la couleur des murs et toitures (blanc pour réfléchir la chaleur, noir pour l’absorber), les effets de l’énergie solaire sont depuis très longtemps pris en compte dans la conception des habitats.
Source : Architecture Climatique : une contribution au Développement Durable, Pierre Lavigne (en collaboration avec Paul Brejon et Pierre fernandez) publié chez Edisud
Ces utilisations sont dites passives : aucun équipement dédié n’est nécessaire pour collecter l’énergie solaire. On parle de solaire passif.
A noter que durant les Trente Glorieuses, ces notions ont été oubliées et sont encore largement négligées : le faible coût de l’énergie a permis de négliger les apports solaires pour privilégier une conception ‘hors sol’ du bâtiment.
Grâce aux règlementations thermiques, on revient depuis un peu plus d’une décennie à des considérations énergétiques dans la conception des bâtiments, mais souvent grâce à des solutions technologiques (VMC double flux et étanchéité des bâtiments, qualité des vitrages, des isolants, …).
La combinaison de ces techniques avec la conception bioclimatique amène à la maison passive.
Le parc immobilier actuel comporte donc encore un fort pourcentage d’habitat où une autre forme d’utilisation de l’énergie solaire peut être très utile.
Le solaire actif
Ce sont les installations de récupération d’énergie solaire thermique qui nécessitent des équipements spécifiques.
Vous les trouverez sur notre boutique en ligne
Dans ces installations, le panneau solaire n’est pas un panneau photovoltaïque, c’est un panneau thermique : une feuille métallique (aujourd’hui souvent en aluminium) couverte d’un revêtement conçu pour absorber l’énergie. Au dos de cette feuille, un réseau de tuyaux de cuivre est soudé, qui récupère l’énergie par conduction. Un fluide dit ‘caloporteur’ (de l’eau mélangée principalement à de l’antigel) circule dans ces tuyaux, et transmet la chaleur au récepteur : un ballon solaire, un ballon tampon (pour le chauffage) ou directement un plancher ou un mur chauffant.
Le chauffe-eau solaire
C’est l’application la plus connue.
Elle commence enfin à se répandre en France, elle est déjà largement répandue en Allemagne, en Europe du Sud pour parler de nos voisins proches.
On rencontre de nombreuses techniques de chauffage d’eau et ce depuis longtemps.
On rencontrait au siècle dernier des bidons peints en noir sur des toits plats , des restanques ou murets jouxtant les maisons, en Corse : l’eau contenue dans ces bidons chauffait toute la journée au soleil. Solution astucieuse, simple, très économique. Aujourd’hui on dirait : rudimentaire, mal isolé et pas assez de pression…
Aujourd’hui, on rencontre, dérivés de cette techniques, les ‘autostockeurs’ : contenu dans un coffre isolé sauf sur la surface vitrée qui capte le soleil, ce chauffe-eau solaire fonctionne sous pression (du réseau d’eau sanitaire) et est un peu mieux isolé. Pas compatible avec le gel.
On arrive ensuite aux solutions actuelles : chauffe-eau solaire thermosiphon ou circulations forcée. L’évolution principale : ballon et panneaux sont séparés, ce qui permet de mieux isoler le ballon, de le positionner à l’intérieur de l’habitat, et d’avoir éventuellement plus de latitude pour installer le panneau.
Un appoint est toujours nécessaire pour qu’on dispose d’eau chaude en cas de mauvais temps pendant plus d’une journée.
Le chauffage solaire thermique
Il est utile en hiver principalement (sauf pour les piscines).
Il sera d’autant plus efficace que les émetteurs de chaleur dans l’habitation travaillent à basse température (planchers chauffants, murs chauffants). Il fonctionne aussi avec des radiateurs, mais surtout à la mi-saison.
Un appoint est toujours nécessaire, car la production est insuffisante les jours de mauvais temps.
Dans certaines régions très ensoleillées, le besoin d’une énergie d’appoint est faible, et une simple résistance électrique remplira facilement ce rôle.
Dans les régions plus froides et moins ensoleillées, le solaire permettra d’économiser de l’énergie, il agira durant une plus longue période. Cette économie est plus faible que dans les régions au climat moins rude, en pourcentage du besoin total, mais au global, en kWh et en euros, elle peut être du même ordre.
Approches chiffrées
Si on fait le parallèle avec un COP de pompe à chaleur (énergie captée/énergie dépensée pour le captage), on pourrait dire que pour une chauffe-eau, quand il y a du soleil à la mi-saison:
Le COP d’une installation solaire est de l’ordre de 50 !
Le circulateur consomme 50 watts au maximum pour rentrer 2500 watts (valeur retenue : environ 4 m² et 4 à 500 watts , le un rendement maximal théorique est de l’ordre de 800 watts) dans le ballon.
L’énergie solaire est la seule gratuite et non taxée (pour le moment…).
Elle est largement disponible en France métropolitaine et dans toutes les îles, sauf probablement dans quelques ilots près de l’antarctique.
Voici la carte des zones climatiques (source ADEME) : elle montre le gradient entre Nord et Sud : on passe de 800 kWh/m²/an dans le Nord à 1400 dans le Sud. Avec quelques mètres carrés, on peut chauffer son eau sanitaire, avec un peu plus, on peut faire de belles économies de chauffage.
Pour aller plus loin ,vous trouverez sur ce site
Le chauffe-eau solaire : cette rubrique traite des chauffe-eau solaires, l’application la plus répandue. Le dimensionnement, les différentes solutions, les composants et les réseaux sont abordés.
Le chauffage solaire : Le chauffage solaire est moins répandu. Nous l’abordons selon la même approche, dimensionnement, solutions, composants, …
Le chauffage de piscine : ou comment éviter la pompe à chaleur. On n’évitera pas la pompe de piscine, mais pour ça, il y a une autre solution : la production photovoltaïque en injection réseau et l’auto-consommation photovoltaïque vous permettra de gommer en partie l’impact de ce petit plaisir.
Et les raisons pour lesquelles nous ne sommes pas des fans du chauffe-eau thermodynamique.
Des retours d’expérience ?
Ancêtres des ‘Avis’ sur les boutiques en ligne, j’avais commencé à collecter les mails des clients. Voici quelques références, vous pouvez aussi visiter le site du forum APPER où les auto-installateurs, dont une bonne partie font partie de nos clients, donnent leur avis et les retours d’expérience. Et pour les avis actuels, voici les avis ‘garantis’ collectés via la boutique en ligne.