Le rendement des panneaux solaires thermiques

Le rendement des panneaux solaires thermiques

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Les panneaux solaires thermiques sont utilisés pour produire de la chaleur. Ils vous permettent de produire l’eau chaude sanitaire et peuvent même chauffer l’eau d’un chauffage central. 

En bref c’est un capteur qui vous aide à faire des économies sur la facture de chauffage.

Les rendements annoncés pour ces capteurs sont souvent très élevés, aux alentours de 80 %. Dit comme ça, ça ne vous parle peut-être pas vraiment. 

C’est pour vous aider à trouver des capteurs performants que j’ai écrit ce guide. La question du rendement est donc inévitable. 

Mais il ne faut pas se limiter au rendement, vous allez voir qu’il y a pas mal de critères à prendre en compte. 

Bref, passons aux choses sérieuses. 

On va d’abord voir comment un panneau solaire peut atteindre un rendement si élevé.

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Quel est le rendement d’un panneau thermique ? 

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Le rendement, c’est le rapport entre la chaleur produite et le rayonnement solaire capté par le panneau. 

Concrètement, plus le panneau récupère de l’énergie solaire, plus il produit de la chaleur et peut réchauffer de l’eau.

Le rendement d’un capteur thermique, donné par les fabricants, est calculé en fonction de plusieurs critères :

• Le rendement optique
• Les coefficients de déperdition thermique

Ils sont définis par la norme européenne EN 12 975.

Ne vous inquiétez pas on regarde ça plus en détail. 

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Le rendement optique

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C’est la capacité du panneau à capter l’énergie solaire et à la transmettre. 

Ce rendement dépend des matériaux utilisés pendant la fabrication du capteur. 

On considère que les panneaux les plus performants sont en verre. 

Les fabricants utilisent des verres optimisés pour capter un maximum de rayons infrarouge.

Il existe des verres peints en noir ou traités pour laisser passer plus de lumière. Ce sont des verres déchargés d’oxyde de fer.

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Les déperditions thermiques

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Les pertes de température sont inévitables. Elles sont le résultat d’une différence de température entre le système solaire et l’air extérieur.

Elles peuvent se produire à plusieurs endroits sur l’installation mais la conséquence est toujours la même. Si l’air est froid, il va logiquement refroidir toute l’installation. Le rendement sera donc moins bon.

Heureusement, il existe de nombreuses solutions pour faire en sorte que l’efficacité de vos capteurs thermiques soit la meilleure possible.

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Comment améliorer le rendement de ses panneaux solaires thermiques ?

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Vous l’avez compris, plus le rendement est bon, plus le capteur va produire de la chaleur. Autrement dit, un bon rendement vous promet de faire plus d’économies.

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Avoir un taux d’ensoleillement maximal 

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C’est exactement la même chose que pour les panneaux photovoltaïques, le choix de l’emplacement est d'une grande importance. 

En toute logique, plus le capteur est exposé, plus il va produire de chaleur. Il est recommandé de les orienter en plein Sud.

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A noter que la production des panneaux solaires thermiques en hiver sera moins élevée qu'en été

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Respecter une bonne inclinaison

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Pour capter le maximum de rayonnement, l’inclinaison des panneaux joue aussi un rôle essentiel. On conseille de choisir un angle compris entre 45 et 50 degrés. Au-delà, la réflexion est moins bonne tout comme l’absorption.

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Choisir un emplacement sans ombrage

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Les zones d’ombre, même minimes, peuvent considérablement faire baisser votre production de chaleur. Faites bien attention à l’emplacement. 

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Bien installer ses panneaux thermiques

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Le rendement de votre installation solaire thermique ne dépend pas uniquement de la performance des capteurs. 

Je vous ai parlé des déperditions de température. Elles peuvent avoir lieu au niveau des capteurs mais aussi lors des transferts et du stockage. C’est pourquoi il est conseillé de limiter la longueur des tuyauteries.

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Isoler son installation

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C’est la meilleure façon de limiter les déperditions thermiques. 

On place un isolant sous le capteur et sur ses faces latérales.

Concernant le ballon de stockage, il est préférablement installé à l’abri, en intérieur.

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Tenez vous informé des toutes les innovations susceptible d'améliorer vos rendements. Les batteries solaires thermiques sont également une innovation en cours de développement. Comme son nom l’indique elles vont permettre de stocker, non pas l’électricité mais la chaleur créée par un chauffage solaire.

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Le rendement des différents capteurs thermiques 

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On différencie plusieurs modèles de panneaux thermiques. Du coup si vous voulez choisir le meilleur pour votre installation, vous devez avoir tous les produits en tête.

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Les panneaux solaires à plans vitrés 

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Ce sont les plus répandus. 

C’est une sorte de coffrage avec une large vitre, un peu comme pour un panneau photovoltaïque. À l'intérieur il y a un serpentin dans lequel circule le fluide caloporteur.  

Ces panneaux thermiques affichent souvent un excellent rendement, d’environ 80 %. Mais attention, les rendements varient en fonction de la différence entre la température de l’eau et celle de l’air extérieur. 

Relativement peu onéreux, ils ne peuvent être utilisés qu’en été. Un système supplémentaire est donc indispensable pour les saisons froides.

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Les panneaux non vitrés 

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Ces capteurs à eau sont composés de tubes en plastique noir. 

Leur rendement peut atteindre jusqu’à 90 %. Mais il dépend des conditions climatiques et de la température. Ces panneaux ne sont utilisés exclusivement qu'en système d’appoint. 

Si, par exemple, vous avez une piscine, ce sont des alternatives intéressantes aux pompes à chaleur pour chauffer l’eau. 

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Les capteurs thermiques à tubes sous vide

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Ils sont composés de tubes munis d’ailettes. 

Ils affichent un rendement plus faible, environ 50 %. 

Par contre, ces panneaux sont bien moins sensibles aux écarts de température. Contrairement aux modèles précédents, le rendement de ces capteurs reste constant. Un vrai avantage puisque vous pouvez les utiliser en toutes saisons. 

Leur prix est plus élevé mais ils produisent plus. Ce sont actuellement les meilleurs modèles du marché.

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Les capteurs à air

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Le principe de ces panneaux est très différent. 

Ici c’est l’effet de serre qui est utilisé. Le panneau est constitué d’une vitre qui laisse passer les rayons du soleil. Derrière la vitre, la chaleur s’accumule (exactement comme quand vous laissez votre voiture en plein soleil). 

L’air chaud est ensuite insufflé dans votre logement. 

Son rendement oscille entre 70 et 80%.

On a fait le tour de tous les capteurs thermique et de leur rendement. Comme vous l’avez lu, c’est un système qu’on utilise comme chauffage d’appoint. 

À lui tout seul, un chauffage solaire ne peut pas subvenir à tous vos besoins. 

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Pourquoi le solaire thermique ?

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Faisons un petit point sur ce qu’apporte la solution du chauffage solaire.

On distingue deux installations solaires thermiques : 

• Le chauffe-eau solaire individuel ou CESI 
  

Il se compose de capteurs solaires reliés à un ballon de stockage pour l’eau chaude sanitaire. 

• Le chauffage solaire ou système solaire combiné (SSC) 
  

Il s’agit comme le modèle précédent d’un chauffe-eau solaire qui vous permet de stocker de l’eau chaude. Ce système double permet en même temps de chauffer l’eau du réseau hydraulique d’un chauffage au sol.

Avec le solaire thermique vous économisez sur vos factures énergétiques. 

Je vous explique ce qu’est le rendement d’un panneau. C’est sur ce point que le système devient rentable.

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Comment calculer la rentabilité d’un panneau solaire ? 

C’est grâce au rendement que vous pouvez l’estimer. Avant de vous expliquer comment faire, il est important de savoir que le rendement est une donnée calculée en laboratoire. 

Elle se fait dans des conditions optimales de température, de taux d’ensoleillement... C’est une mesure qui ne correspond pas vraiment à la réalité.

Je vous conseille de prendre en moyenne un rendement de 40 %. Cela permet de prendre en compte les différentes déperditions. 

Le calcul de rentabilité est simple. Il suffit de multiplier le rendement du panneau par la surface de capteurs et par le taux d’ensoleillement moyen de votre région. 

Le taux d’ensoleillement, c’est un nombre d’heures qui correspond à la durée annuelle moyenne d’ensoleillement. 

Un autre facteur important pour s’assurer de rentabiliser son installation solaire : dimensionner correctement son installation . 

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Comment dimensionner ses panneaux solaires thermiques ?

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La première des choses à considérer, ce sont vos besoins en eau chaude. À titre informatif, on estime qu’une personne consomme en moyenne 50 litres d’eau chaude par jour. Il vous suffit de multiplier cette quantité par le nombre de personnes vivant sous le même toit. 

Pour être performants, ces systèmes doivent être bien dimensionnés. C’est-à-dire que la surface ou le nombre des panneaux doit  correspondre à vos besoins en eau chaude. 

Il faut environ 2m² de panneaux pour assurer la consommation d’une personne. 

Pour plus de détails, je vous invite à contacter nos conseillers, experts du solaire, ou un professionnel. 

Voici d’ailleurs toutes les bonnes raisons de les appeler. 

Pourquoi faire appel à un professionnel pour son projet solaire thermique ?

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Il est important de savoir que ce type de projet reste un investissement. Il est surtout intéressant pour une construction neuve ou pour remplacer un chauffe-eau tombé en panne.

Pour vous assurer de sa rentabilité, je vous conseille de contacter un professionnel tant pour le choix des capteurs que pour le type d’installation à privilégier. 

Un autre avantage : confier ses travaux à un professionnel RGE est la promesse de bénéficier d’aides financières, comme Ma Prime Rénov’, pour vous aider à financer votre système solaire. 

D’ailleurs si vous voulez connaître les montants alloués je vous les ai récapitulés dans une fiche téléchargeable. Vous pouvez cliquer ici pour la consulter.

Cette prime est désormais ouverte à tous.

Vous avez maintenant les infos les plus importantes pour trouver des capteurs thermiques avec un bon rendement. 

Je vous propose de faire un petit résumé.

Que faut-il retenir du rendement d’un panneau solaire thermique ?

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Chaque modèle possède un rendement différent : 

• Les panneaux solaires à plans vitrés : 80% 
• Les panneaux solaires à plans non vitrés : 90% lorsque les conditions climatiques sont bonnes.
• Les capteurs thermiques à tubes sous vide : 50% en moyenne sur toute l’année
• Les capteurs solaires à air : entre 70 et 80%.
  

Pour choisir un équipement rentable vous devez :  

• Acheter le nombre juste de panneaux (il vaut mieux en poser pas assez que trop et faire évoluer votre installation que payer trop cher dès le départ).
• Demander les aides (il en existe plusieurs pour le thermique, je les ai résumées ici).
• Se rapprocher d’un professionnel pour l’installation (ça vous permet d’avoir un bon dimensionnement et d’être éligible aux aides).
  

Pour les plus curieuses et curieux d’entre vous, je vous fais un petit topo sur le rendement du panneau solaire hybride.

C’est un capteur qui permet de chauffer et de produire en même temps de l’électricité. 

Bonus : quel est le rendement d’un panneau photovoltaïque hybride ? 

Les modules photovoltaïques hybrides possèdent un rendement plus élevé que les panneaux photovoltaïques simples. 

La raison est très simple : un panneau photovoltaïque exposé au soleil se réchauffe. Plus il est chaud et moins sa production d’électricité est efficace. 

C’est là que l’hybride change la donne.

Le module hybride est constitué d’une face photovoltaïque, et en dessous, il possède le même équipement qu’un panneau thermique.

Du coup le fluide caloporteur absorbe les calories en trop et maintien le panneau à bonne température. Son rendement photovoltaïque est donc meilleur.

C’est tout bénef : il produit plus d’électricité qu’un capteur solaire classique et en plus il chauffe votre eau sanitaire.