Avec un excellent rendement compris entre 30 et 40 %, un chauffe-eau solaire couvre 50 à 80 % des besoins moyens annuels en eau chaude sanitaire (ECS) d’un foyer.
En résumé
Le rendement d’un chauffe-eau solaire individuel (CESI) révèle sur sa capacité à restituer le rayonnement solaire en eau chaude sanitaire, considérant les pertes thermiques et optiques liées à son fonctionnement.
Compris entre 30 et 40 % selon son type, l’excellent rendement d’un chauffe-eau solaire permet aux usagers d’effacer 50 à 80 % des besoins annuels moyens en eau chaude sanitaire.
Pour bénéficier d’un rendement optimal tout au long de la durée de vie du CESI, il est important de soigner son installation. Pour cela, n’hésitez pas à confier votre projet solaire à un professionnel RGE (Reconnu Garant de l’Environnement).
Qu’est-ce que le rendement d’un chauffe-eau solaire ?
Rendement d’un capteur solaire thermique
Exprimé en pourcentage, le rendement global d’un panneau solaire thermique indique sa disposition à convertir les rayons du soleil en chaleur. Un capteur solaire ne peut transmettre l’intégralité de l’énergie au fluide caloporteur. Le calcul du rendement global d’un panneau thermique intègre donc :
- les pertes optiques, part des rayons que le panneau ne peut absorber ;
- les pertes thermiques, part de l’énergie perdue au moment de la conversion des rayons en chaleur.
En règle générale, les fabricants de capteurs solaires thermiques communiquent sur l’efficacité de leur équipement en via leur rendement optique, la quantité de rayonnement réellement absorbée par le panneau.
Rendement d’un chauffe-eau solaire
Bien que les capteurs solaires thermiques soient à l’origine de la conversion des rayons du soleil en chaleur, le rendement d’un chauffe-eau solaire individuel (CESI) inclut l’ensemble des pertes thermiques du processus de production d’eau chaude sanitaire. Ces pertes peuvent entre autres être causées :
- lors d’un transfert de chaleur (capteurs/fluide caloporteur, fluide/ballon, ballon/points de soutirage) ;
- lors du stockage de l’eau chaude ;
- par une longueur de tuyaux trop importante.
Quel prix pour l'installation d’un chauffe-eau solaire ?
Le prix clé en main d’un chauffe-eau solaire, dimensionné pour répondre aux besoins d’une famille de 4 personnes, est compris entre 2 000 et 8 000 € (aides exclues).
Quel est le rendement d’un chauffe-eau solaire ?
Jusqu’à 90 % de rendement optique avec les panneaux solaires thermiques
Un chauffe-eau solaire individuel (CESI) convertit le rayonnement solaire à l’aide de capteurs solaires thermiques. On estime que les meilleurs capteurs solaires thermiques affichent un rendement optique supérieur à 90 % dans des conditions idéales d’installation, d’ensoleillement et de température.
Quel est le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque ?
Permettant de convertir le rayonnement solaire en électricité, le panneau solaire photovoltaïque présente un rendement compris entre 18 et 24 %.
Cela permet aux producteurs pratiquant l'autoconsommation de réduire, en moyenne, jusqu’à 40 % leur facture d’électricité.
Jusqu’à 80 % des besoins moyens annuels couverts grâce au chauffe-eau solaire
En prenant en compte l’ensemble des pertes thermiques liées à son fonctionnement, le rendement d’un chauffe-eau solaire est compris entre 30 et 40 %. De cette manière, un chauffe-eau solaire produit entre 400 et 450 kWh/m²/an.
Avec une telle efficacité, un chauffe-eau solaire dimensionné par un professionnel vous permettra de couvrir 50 à 80 % de vos besoins annuels moyens en eau chaude sanitaire (ECS). En été, c’est même la totalité de la demande en ECS pourra être satisfaite.
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Quels sont les capteurs qui affichent les meilleurs rendements ?
Les capteurs solaires, composants essentiels d’un chauffe-eau solaire, transforment les rayons solaires en chaleur. Pour maximiser votre production d’énergie solaire, il est important de vous tourner vers un équipement qui allie efficacité et durabilité. On distingue deux types de capteurs :
- les capteurs sous vide : reconnaissables par leur composition en tubes sous vide traversés par le fluide caloporteur, les capteurs tubulaires affichent un rendement optique compris entre 80 et 90 % ;
- les capteurs plan vitrés : constitués d’une plaque absorbante placée sous une surface vitrée, les capteurs plan vitrés présentent un rendement optique compris entre 70 et 80 %.
1/ Les capteurs solaires sous vide
Les capteurs solaires sous vide se révèlent plus efficaces grâce à leur composition isolante en tube sous vide, réduisant ainsi les pertes thermiques. Bien que plus onéreux, ils peuvent produire de l’eau à des températures allant de 60 à 85 °C, avec un rendement optique compris entre 80 et 90 %.
2/ Les capteurs plan vitrés
Les capteurs plan vitrés sont les modèles les plus faciles à installer. Moins performants en termes d’isolation thermique, ces derniers perdent de la chaleur à travers leur surface vitrée, un phénomène qui sera amplifié lors de fortes températures.
Adaptés à un usage courant, ils peuvent produire de l’eau de 50 à 80 °C. Les capteurs plan vitrés restent toutefois une solution performante pour un chauffe-eau solaire, affichant un rendement optique compris entre 70 et 90 %.
Comment maximiser le rendement d’un chauffe-eau solaire ?
Pour maximiser le rendement de votre chauffe-eau solaire, il est indispensable de l’installer dans les meilleures conditions, des capteurs au ballon.
Capter un maximum de lumière avec les panneaux
Pour délivrer un bon rendement, les panneaux solaires thermiques doivent au maximum être orientés vers le sud et inclinés à 35°. L’efficacité des capteurs restera suffisante si ces derniers sont orientés sud-ouest, ouest, est ou sud-est et en adoptant une inclinaison comprise entre 30 et 60°.
Côté mise en place, libre à vous d’installer vos capteurs en toiture, au sol ou encore en tant que brise-soleil ou garde-corps. Dans tous les cas, veillez à installer les panneaux solaires à l’écart de toute source d’ombre, actuelle ou future, nuisant au bon fonctionnement du système.
Un ballon isolé et au bon endroit
Pour limiter les pertes thermiques liées au stockage, il est recommandé d’installer votre ballon solaire au sein d’une pièce chauffée et/ou parfaitement isolée. D’autre part, l’isolation du ballon de stockage en lui-même n’est pas à négliger afin de pouvoir y maintenir une température optimale sur une période prolongée.
De la même manière, le ballon de stockage doit être installé au plus près des points de soutirage et des capteurs pour réduire au maximum les pertes de chaleur liées à l’acheminement.
Multipliez les économies d’énergies !
L’association d’un chauffe-eau solaire et d’un ballon thermodynamique constitue une solution énergétique complète et efficace pour répondre à 100 % de vos besoins en eau chaude sanitaire.
Agissant comme une pompe à chaleur, le ballon thermodynamique vient récupérer les calories présentes dans l’air afin d’y chauffer son contenu. Bien qu’il représente un investissement plus important, le chauffe-eau solaire thermodynamique vous permet d’augmenter vos économies d'énergies.
Installer un matériel certifié
Privilégiez la qualité en vous tournant vers un matériel certifié CSTBat ou Solar Keymark, garantissant la performance, la sécurité et la fiabilité du système :
- la certification Solar Keymark, atteste de la conformité européenne des équipements solaires thermiques ;
- la certification CSTBat, délivrée par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, atteste de la conformité et les performances d’un système solaire thermique selon la réglementation française.
Le saviez-vous ?
Le choix d’un matériel certifié constitue l’une condition d’éligibilité indispensable pour bénéficier des aides au financement et subventions mises en place pour l’installation d’un chauffe-eau solaire (MaPrimeRenov’, prime CEE, taux de TVA réduit, éco-prêt à taux zéro, aides locales).
Confier l’installation de l’équipement à un professionnel qualifié
Assurez-vous de l’efficacité de votre chauffe-eau solaire en confiant votre projet à un installateur RGE ! Profitez de l’avis et de l’expertise d’un spécialiste pour une installation optimale :
- étude de faisabilité personnalisée, effectuée en fonction de vos besoins (habitudes de consommation, lieu de résidence, etc.) pour des capteurs et un ballon parfaitement dimensionnés ;
- étude de rentabilité ;
- installation réalisée dans les règles de l’art (placement, orientation et inclinaison des capteurs et du ballon) et conforme aux normes de sécurité actuelles ;
- éligibilité aux aides au financement et subventions ;
- suivi post-installation (entretien et dépannage) pour un système efficace pendant minimum 20 ans.
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FAQ : vos questions sur le rendement d’un chauffe-eau solaire
Qu’est-ce qui affecte le rendement d’un chauffe-eau solaire ?
Le rendement d’un chauffe-eau solaire n’est pas seulement influencé par la capacité des capteurs à restituer le rayonnement solaire en chaleur. Il est également impacté par la mise en place des équipements (capteurs, ballon, tuyauterie) ainsi que par les pertes thermiques résultant des différents échanges de chaleur.
Comment calculer le rendement d’un panneau solaire thermique ?
Pour calculer le rendement global d’un panneau solaire thermique, il est nécessaire de considérer le rendement optique (part des rayons absorbée par le capteur) ainsi que les pertes thermiques (perte de la chaleur par convection).
