Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?

Le principe de fonctionnement du chauffe-eau solaire

Composé de capteurs solaires thermiques et d’un ballon d’eau chaude, le chauffe-eau solaire fonctionne de manière relativement simple. Cet équipement est capable de transformer l’énergie solaire en énergie thermique, à l’aide des capteurs installés sur votre toiture ou au sol dans votre jardin. Ces derniers disposent d’une vitre qui produit un effet de serre dans le capteur.

Constitués de tubes en cuivre en contact avec un absorbeur, ces capteurs thermiques contiennent un liquide « caloporteur » (à base d’air ou d’eau et d’antigel) qui s’échauffe rapidement avec le rayonnement solaire. Il est alors transporté à travers des canalisations calorifugées vers le ballon de stockage de votre domicile, où il va transférer sa chaleur à l’eau sanitaire via un échangeur thermique. *

Une fois refroidi, le fluide caloporteur est reconduit vers les capteurs thermiques pour commencer un nouveau cycle de chauffe. Stockée dans le ballon d’eau chaude, l’eau chaude sanitaire est encore disponible quand il n’y a plus de soleil.

Quelles différences de fonctionnement entre les différents types de chauffe-eau solaires ?

Tous les chauffe-eau solaires ne fonctionnent pas de la même manière. Ces modes de fonctionnement différents peuvent affecter leur coût et leur adaptabilité à différentes situations.

Le chauffe-eau solaire individuel

Le chauffe-eau solaire individuel (CSI) est le système le plus couramment utilisé pour les besoins domestiques. Il fonctionne principalement de deux manières : avec circulation forcée ou naturelle.

Également connue sous le nom de thermosiphon, la circulation naturelle utilise la différence de densité entre l’eau chaude et l’eau froide pour circuler naturellement. L’eau chaude, plus légère, monte vers le ballon de stockage situé au-dessus des capteurs solaires, tandis que l’eau froide, plus dense, descend vers les capteurs pour être chauffée. Ce système est simple et ne nécessite pas de pompe pour faire circuler l’eau, ce qui le rend fiable et peu coûteux à maintenir. Cependant, il nécessite que le réservoir soit placé au-dessus des capteurs, ce qui peut limiter les options d’installation.

Contrairement au système à circulation naturelle, la circulation forcée utilise une pompe pour faire circuler l’eau entre les capteurs et le réservoir de stockage. Ce dernier peut donc être situé indépendamment de la position des capteurs. Cela offre une plus grande flexibilité d’installation et s’avère particulièrement utile dans les bâtiments où le toit ne peut pas supporter le poids du réservoir. Ce système nécessite cependant une source d’énergie pour la pompe, augmentant légèrement la consommation d’énergie.

Le chauffe-eau combiné ou système solaire combiné

Le système solaire combiné (SSC) franchit le cap du simple chauffage d’eau et intègre le chauffage du logement. L’équipement utilise les capteurs solaires pour produire à la fois l’eau chaude sanitaire et alimenter les radiateurs à eau ou le parquet chauffant. Il s’agit d’une solution très efficace pour les climats plus froids où le besoin de chauffage est plus élevé.

Le système solaire hybride

Le système utilise des panneaux solaires hybrides combinant les capteurs thermiques et les capteurs photovoltaïques pour fonctionner. Cela permet de produire à la fois de l’électricité et de l’eau chaude.

Le fonctionnement est simple : les cellules solaires photovoltaïques reposent sur des capteurs thermiques. Elles transforment le rayonnement solaire en électricité, alors que les capteurs thermiques récupèrent la chaleur du soleil via un fluide caloporteur.

Ainsi, la chaleur qui serait perdue dans les systèmes photovoltaïques traditionnels est utilisée pour augmenter la performance énergétique. Les systèmes solaires hybrides s’avèrent particulièrement adaptés aux endroits où l’espace est limité.

La nécessité d’un chauffage d’appoint

Un chauffe-eau solaire peut aisément couvrir la totalité des besoins en eau chaude de votre famille en été. En revanche, durant l’hiver ou lors d’une longue période de mauvais temps, le rendement des capteurs thermiques va logiquement baisser. C’est pourquoi le chauffe-eau solaire est généralement associé à un dispositif de chauffage complémentaire. Celui-ci prend ainsi le relais lorsque les capteurs ne produisent pas ou trop peu de chaleur.

Ce chauffe-eau d’appoint peut être directement connecté au ballon solaire, ou relié à un second ballon de stockage équipé d’un réchauffeur. Si vous disposez déjà d’un système de chauffage, vous n’êtes pas obligé de le faire retirer lors de l’installation du chauffe-eau solaire, car il peut toujours se rendre utile.