Le soleil est une source inépuisable d'énergie et de chaleur. Le capteur thermique capte la chaleur du soleil et la restitue dans un circuit caloporteur fermé. Le soleil est la source prioritaire. Il fournira en moyenne 85% du besoin de chaleur. Le complément, ou appoint, est apporté par le bois, chauffage incontournable de l'hiver. Une résistance électrique de secours est installée par précaution, le but n'étant pas de chauffer l'eau avec l'électricité, mais uniquement de se dépanner.
Placez un sac noir rempli d’eau au soleil, et vous comprendrez vite la puissance de cette énergie ! La technique, aussi vieille que le monde, consiste à chauffer de l’eau avec les rayons du soleil. Simple et efficace, elle a pourtant été délaissée au profit d’énergies plus complexes et polluantes. Pourtant, dans nos régions Européennes, le soleil pourrait couvrir à lui seul et en moyenne 85% des besoins en eau chaude sur l’année ! Et tout ceci gratuitement, et sans pollution aucune.
Autrement dit, un seul capteur thermique fournira autant de chaleur que 7 panneaux photovoltaïques raccordés à une résistance électrique !
Chauffe-eau individuel, chauffage d’une piscine, d’une serre, préchauffage central ou système hors gel… tous les besoins de chaleurs s’étudient avec le solaire thermique, aussi rentable au Nord qu’au Sud de la France. Tout n’est qu’une question de dimensionnement et de montage.
Avec 1 à 2 heures d’ensoleillement quotidien, on maintient son eau chaude à 40° minimum sans aucun besoin d'appoint.
Le ballon est au dessus du capteur, on parle alors de thermosiphon, un procédé sans pompe, puisque l’eau chauffée va par simple effet de convection remonter dans le ballon, et faire descendre l’eau froide. La station s’amorce d’elle-même. Le ballon doit être positionné juste au dessus du capteur et à proximité immédiate - intérieur ou extérieur - sinon, la convection ne se fait pas. Souvent, on injectera un liquide solaire spécial dans le circuit interne de la station, pour un meilleur transport calorifique et éviter le gel de l’installation.
circulation forcée
Lorsque le ballon est sous le capteur, le système est dit forcé car il a besoin d’une petite pompe pour la circulation de l’eau. Ce principe est plus simple d'utilisation car il s'adapte facilement à toutes les configurations de maisons, et à toutes les météos. La distance relative entre ballon et capteur n'est pas un frein au fonctionnement. Souvent, on injectera un liquide solaire spécial dans le circuit interne de la station, pour un meilleur transport calorifique et éviter le gel de l’installation.
Deux types
tubes sous vide
Le capteur à tubes sous vide. Une série de tubes transparents en verre avec à l'intérieur un absorbeur pour capter le rayonnement solaire et un échangeur pour permettre le transfert d'énergie thermique. Bien que plus performant en secteur peu ensoleillé, il a laissé en grande majorité sa place au capteur plan, car il est aussi plus fragile. Il est aujourd'hui difficile à trouver de bonne qualité.
plans
Le capteur solaire à plan vitré est la technologie la plus répandue. Les tubes métalliques renferment un liquide caloporteur en circuit fermé (antigel). Pour augmenter le rendement de chauffe, les tubes à ailettes sont enfermés dans une boîte vitrée isolante pour provoquer un effet de serre. Que l’on vive à Paris ou à Fort-de-France, le capteur plan produit une eau chaude sanitaire à 65°C en moyenne. Cela suffit amplement pour prendre une douche !
Hiver : la chaleur du bois
le principe
Pour combler les quelques degrés qui peuvent parfois manquer en hiver ou à mi-saison, une autre source d’énergie est couplée à l’installation.
Cet appoint sera idéalement au bois avec un bouilleur pour chauffer l'eau sanitaire. Nous vous conseillerons alors un poêle bouilleur ou un simple poêle sur lequel s'adapte un échangeur de conduit.
Les autres solutions d’appoint (photovoltaïque, gaz, fioul…) sont énergivores et ne correspondent pas à notre éthique de l’autonomie et de la résilience, sauf dépannage bien sûr.
Le ballon : double serpentin
Double serpentins, ou double échangeur
En autonomie, il est important de pouvoir compter sur plusieurs sources d'énergie. C'est pourquoi nous utilisons toujours un ballon avec deux serpentins :
serpentin du bas : pour les capteurs thermiques, il fournira la chaleur à tout le volume du ballon
serpentin du haut : il sera l'appoint pour disposer d'eau rapidement (poêle à bois)
A noter que nous conseillons vivement l'installation d'une résistance électrique à mi-hauteur du ballon, afin de parer à toute panne du système thermique.
Le ballon inox pour petits volumes
Pour les petits sytèmes (tiny house, yourte, bateau, camion et tout habitat réversible) l'utilisation d'un petit ballon semble pragmatique. Matière inox pour supporter des condtions moins stables qu'une maison individuelle, et assurer une longue durée de vie, ces ballon de 25L à 100L ont une conception parfaitement adaptée à l'autonomie.
Ils s'équipent d'une résistance de 500W à 1.500W selon le besoin et la ressource. Tout ce qu'on aime ici !
Le système complet, avec son ballon et ses capteurs, coûte en moyenne 6.000€ posé et mis en service par vos soins.
S'il est raccordé à un bouilleur, on englobe une part du prix bouilleur dans l'installation globale. Alors, enlevez environ 1.000€ à l'installation complète bouilleur+eau chaude.
Si vous optez pour l'échangeur sur poêle à bois, ajoutez 1.000€.
Pour optmiser la performance du capteur sans surchauffe en été, il est conseillé de l’incliner à 60-70°.
Dans cette configuration, le capteur sera à une inclinaison idéale pour l’hiver quand le soleil frôle l’horizon, et ne surchauffera pas en été, lorsque le soleil est au zénith ! On économise toute la gestion complexe et non garantie de la surchauffe, et on optimise la puissance en hiver ! Il suffisait d'y penser !...
