Eau chaude solaire : structure, planification, coûts et financement

Si l’on parle d’eau chaude solaire, il s’agit généralement de chauffer l’eau potable grâce à l’énergie solaire. Cela peut être utilisé presque indéfiniment et n’entraîne aucun coût de carburant pendant le fonctionnement. Dans les sections suivantes, nous expliquons en quoi consiste la technologie, ce qu’elle coûte et quelles subventions l’État accorde.

Un système solaire pour le chauffage de l’eau capte la lumière du soleil et la convertit en chaleur utilisable. La technologie, qui existe dans sa forme la plus simple depuis le 18ème siècle, est aujourd’hui composée de capteurs, d’un réseau solaire et d’un ballon de stockage d’eau chaude. Les étapes suivantes montrent exactement comment cela fonctionne :

1. Les capteurs transforment le rayonnement solaire en chaleur
2. Le réseau de canalisations transporte la chaleur dans la maison
3. Ballon d’eau chaude pour stockage solaire d’eau chaude sanitaire

Les collecteurs ont l’une des tâches les plus importantes d’un système d’eau chaude solaire. Parce qu’ils captent la lumière du soleil et convertissent le rayonnement qu’elle contient en chaleur utilisable. Selon la conception, une distinction est faite entre les capteurs plans simples et les capteurs à tubes sous vide plus efficaces.

Alors que les capteurs plans sont constitués d’une boîte isotherme, les capteurs à tubes sont constitués de plusieurs tubes individuels. Celles-ci sont chacune entourées d’un vide qui, à la manière d’une bouteille thermos, assure des pertes d’énergie particulièrement faibles.

Si vous comparez les deux conceptions, les capteurs à tubes sous vide génèrent plus d’énergie que les capteurs à plaques planes sur la même zone. Ils conviennent donc toujours lorsque l’espace est restreint ou que les conditions sur site ne sont pas idéales.

Le réseau de canalisations d’un système d’eau chaude solaire va des collecteurs d’eau chaude au réservoir de stockage. Le fluide solaire (mélange d’antigel et d’eau) le traverse et assure le transport de la chaleur solaire du toit vers le ballon de stockage. Le réseau contient également des composants tels que le vase d’expansion, la soupape de sécurité ou la pompe solaire, sans lesquels un fonctionnement sûr et fiable serait difficilement possible.

Le ballon d’eau chaude pour l’énergie solaire thermique est constitué d’un réservoir rempli d’eau potable. Il est alimenté en chaleur par le système d’eau chaude solaire et fournit de l’eau chaude potable aux points de puisage de la maison en cas de besoin. Pour que cela fonctionne également lorsque le soleil ne brille pas, il est en outre alimenté en chaleur par un système de chauffage conventionnel pour des raisons de sécurité. La combinaison du chauffage au gaz et du solaire est typique. Une isolation solide garantit également que le moins d’énergie possible s’échappe.

La bonne taille du système dépend non seulement des conditions locales, mais surtout des besoins en eau chaude de la maison. Même si le dimensionnement d’un système de chauffage de l’eau à l’énergie solaire est supposé couvrir 60 % de la demande : les systèmes de chauffage de l’eau à l’énergie solaire calculés de manière optimale couvrent 100 % des besoins en eau chaude d’un ménage pendant les mois les plus chauds de l’année. Pendant les mois les plus froids, l’approvisionnement est également assuré par le système de chauffage principal du bâtiment. Les systèmes solaires sont contrôlés de telle sorte que, dans un premier temps, la demande d’eau chaude soit couverte par l’énergie solaire. Si cela ne suffit pas, le système de chauffage complète la demande restante.

Lors du calcul de la taille du système, une consommation de 50 litres d’eau chaude par personne dans le ménage est supposée. Ce montant couvre un collecteur d’une taille de 0,8 à 1,5 mètre carré. Dans tous les cas, les capteurs d’un système solaire thermique doivent être suffisamment grands pour récolter suffisamment d’énergie pour chauffer l’eau. Le dimensionnement correct ne dépend pas seulement du type de capteur. Les capteurs à tubes sous vide, par exemple, atteignent des rendements plus élevés que les capteurs à plaques planes sur la même surface. Cela dépend aussi de l’orientation, de la pente et de l’ombrage du toit. Les valeurs suivantes peuvent être utilisées en règle générale :

• Les collecteurs plats sont prévus avec environ 1 à 1,2 mètre carré par personne
• Les collecteurs à tubes sous vide sont prévus avec environ 0,8 à 1 mètre carré par personne

Étant donné que l’eau chaude est généralement nécessaire lorsque le soleil ne brille pas, la chaleur solaire gratuite doit être collectée et conservée jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire. Cette tâche est effectuée par le service ou le ballon de stockage d’eau chaude. Afin de pouvoir fournir suffisamment d’énergie même les jours sombres, il doit contenir au moins deux fois les besoins quotidiens en eau chaude dans les bâtiments résidentiels. Sur la base de 50 litres d’eau chaude par personne, le volume de stockage du ballon de stockage de chaleur doit donc être compris entre 70 et 100 litres.

Important: Si un ballon d’eau chaude pour l’énergie solaire thermique de plus de 400 litres est installé, des exigences d’hygiène particulières doivent être respectées. Ceci est important pour offrir une protection optimale contre les germes et les légionelles, même lors de l’élimination de petites quantités.

Cependant, la consommation d’eau étant très individuelle, la consommation quotidienne est idéalement déterminée en lisant un compteur d’eau chaude installé. Car si le système est dimensionné trop petit, cela peut être tout aussi inefficace que s’il est dimensionné trop généreusement. En raison de la technologie très simple du système, le chauffage de l’eau à l’énergie solaire ne présente pratiquement aucun inconvénient. Bien dimensionné, il est extrêmement efficace. Parce qu’il préserve l’environnement en réduisant la consommation de ressources fossiles ou renouvelables. De plus, à l’exception de la consommation d’énergie électrique, il ne produit aucune émission nocive pour l’environnement.

Un système solaire typique pour chauffer l’eau d’une maison familiale a une surface collectrice de quatre à cinq mètres carrés et un réservoir de stockage d’eau chaude d’environ 300 litres. En fonction de la structure tarifaire régionale, les coûts de :

• 1 500 à 2 500 euros pour les collectionneurs
• 800 à 1 000 euros pour les ballons d’eau chaude
• 1 200 à 1 500 euros pour les tuyaux, les raccords et l’installation

Globalement, les coûts de préparation d’eau chaude solaire s’élèvent à environ 3 500 à 5 000 euros. Bien entendu, il s’applique également ici au fait que les prix augmentent à mesure que la taille du système augmente.

Selon la taille de la technologie, cela réduit les coûts de chauffage annuels de 150 à 250 euros. Si l’on tient compte de l’éventuelle subvention, l’eau chaude solaire peut s’amortir au bout d’une douzaine d’années environ. De plus, des économies de l’ordre de 2 000 euros sont possibles sur une durée de 20 ans.

Dans le cadre de l’aide fédérale pour des bâtiments efficaces (BEG), l’Office fédéral de l’économie et du contrôle des exportations (BAFA) soutient l’installation ou l’extension d’un système solaire pour le chauffage de l’eau avec une subvention allant jusqu’à 30 % des coûts éligibles. La condition est que le système soit utilisé pour au moins 50 % de la préparation d’eau chaude. Le financement peut être demandé directement sur le site du BAFA. Important : La demande doit être déposée avant la mise en œuvre de la mesure.