Le principe des systèmes solaires combinés est d’utiliser le rayonnement solaire à la fois pour l’eau chaude et le chauffage.
Le chauffage solaire n’est pas réservé au midi de la France et en réalité la plupart des réalisations sont en fait en Europe du nord !
Quelle que soit la région où l’on se trouve, le chauffage solaire permet de réduire significativement l’utilisation d’une énergie d’appoint (gaz, fioul, électricité), surtout en demi-saison, période pendant laquelle la maison a encore besoin d’être chauffée alors que l’ensoleillement est plus généreux qu’au cœur de l’hiver. Cela dit, les systèmes solaires combinés donneront le meilleur d’eux-mêmes dans les régions froides et bien ensoleillées, ou dans celles où l’on doit chauffer longtemps (zones de montagne par exemple).
L’objectif d’un chauffage solaire est donc de pouvoir stocker l‘apport de chaleur solaire pendant 1 à 3 jours pour restituer cette chaleur au moment où vous en aurez besoin (le soir même, le lendemain matin ou plus si le ciel devient nuageux).
Comment fonctionne un chauffage solaire ?
Pour assurer ce stockage, de multiples montages existent . Le système le plus courant en France est le Plancher Solaire Direct pour lequel le stockage se fait directement dans la dalle d’un plancher chauffant épais.
Dans tous les autres pays, la méthode préconisée (et qui est indispensable dans le cas de radiateurs ou d’un plancher chauffant pas assez épais) est d’ajouter un ballon de stockage, typiquement de 800 à 1000 litres. On parle de système à hydro-accumulation « SSC hydro » .
La régulation électronique permet de commander les circulateurs des boucles « capteurs solaires » (mise en marche dès que la température du capteur est supérieure à celle du ballon + 7°C) et « chaudière » (mise en marche pour maintenir une température de 55° en partie haute du ballon) tandis que le thermostat d’ambiance de votre logement commande le circulateur de la boucle « plancher chauffant/radiateurs ». Le ballon est vertical car il permet une stratification de la température de l’eau. L’eau est la plus froide en bas du ballon, c’est pourquoi le serpentin solaire est en partie basse afin de maximiser le rendement. L’arrivée de la chaudière d’appoint est en partie haute.
Dans le cas d’une réalisation complète, les fabriquants de matériels fournissent des systèmes totalement intégrés avec le ballon, la régulation et la chaudière d’appoint.
Coût de l’installation d’un chauffage solaire et aides à l’investissement
La mise en place d’un chauffage solaire dans votre habitation peut vous permettre de bénéficier de diverses aides :
Les aides régionales pour les systèmes solaires combinés sont de 1500€ en moyenne avec un maximum de 2300 € en Haute-Normandie et Picarde). Pour bénéficier de ces aides, l’installateur doit avoir un agrément Qualisol. A partir du 30 juin 2006, il y aura lieu de vérifier l’année d’applicabilité de cet agrément « Qualisol Millésimé ».
Dans le cas d’une résidence principale, d’un crédit d’impôt s’élevant à 50 % du coût du matériel, plafonné en fonction de votre situation familiale (16 000 € d’investissement pour un couple).
Aide de l’ ANAH de 1800 € sur conditions d’éligibilité (plafond de ressources, logements achevés depuis plus de 15 ans, etc.).
D’un taux réduit de TVA à 5,5 % si l’installation est réalisée dans un logement achevé depuis plus de 2 ans.
Éventuellement des aides départementales (conseil général) voire communale.
Depuis le 1er janvier 2006, les primes solaires régionales et locales ne doivent doit plus être déduites du montant de la facture pour le calcul du crédit d’impôts.
| Exemple d’installation de chauffage solaire | Coût chauffage solaire HT avant aides | Solde à la charge du client après aides (1) et crédit d’impôt |
|---|---|---|
| 10 m² de capteurs plans, sans fourniture de la chaudière d’appoint | 11 000 € | 5 800 € |
| 10 m² de capteurs plans avec chaudière énergie d’appoint intégrée | 13 500 € | 7 300 € |
| 14 m² de capteurs plans avec chaudière énergie d’appoint intégrée | 19 500 € | 10 600 € |
| 20 m² de capteurs plans avec chaudière énergie d’appoint intégrée | 25 000 € | 14 000 € |
(1) pour ce calcul, l’hypothèse prise est une aide régionale de 1000€ et pas d’aide de l’ANAH.
Dimensionnement du chauffage solaire
La surface généralement conseillée pour un système solaire combiné est de 1 m² de capteurs plans (ou 0,7 m2 de capteurs sous vide) pour 10 m² de surface habitable chauffée. Suivant le niveau d’isolation de la maison et la région, une telle surface permet de couvrir 25 à 60% des besoins annuels d’énergie en chauffage + eau chaude.
Conseils pour les systèmes combinés de chauffage solaire
– angle d’inclinaison des capteurs : entre 40° et 75° pour les capteurs plans et entre 25° et 90° pour les capteurs sous vide ;
– orientation : sud +/- 30° ;
– idéal pour les planchers chauffants ;
– pour les radiateurs, il faut baisser au maximum la température de l’eau de retour pour que le rendement reste correct
– utiliser des radiateurs basse température.
– prévoir des robinets thermostatiques sur chacun, et faire une boucle directe avec le ballon (sans vanne trois voies).
– utiliser un circulateur avec régulation électronique de la vitesse.
– régler la régulation du système pour que la consigne de température en haut du ballon (pour l’eau chaude sanitaire) soit la plus basse possible (aux environs de 55°).
– vérifier le sens de circulation des fluides dans toutes les boucles (tout ce qui est chaud se branche en haut, tout ce qui est froid se branche en bas).
– placer suffisamment de purgeurs d’air (purgeurs manuels, pas automatiques).
– placer un bon gros vase d’expansion, tête en bas, sur la boucle de retour du circuit solaire.
– utiliser un ballon spécialement conçu pour les systèmes solaires et très bien isolé (100 mm d’isolation impératif).
– il est important d’assurer une bonne stratification de la température d’eau dans le ballon (plus chaud en haut, plus froid en bas : le branchement des circuits doit se faire dans les connecteurs situés à la hauteur appropriée du ballon et la circulation des fluides doit être lente pour ne pas « secouer » l’eau du ballon. Régler pour cela la vanne trois voies de la chaudière d’appoint.
– la régulation du circulateur des capteurs solaires doit se faire sur différence de température (temp capteur > temp ballon + 7°), avec un arrêt automatique en cas de gel ou de surchauffe.
– la commande du circulateur de chauffage doit se faire avec le thermostat d’ambiance du logement. Vérifiez que ce circulateur et que la chaudière d’appoint sont maintenus à l’arrêt en été.
– soigner la pose des sondes de températures pour que la température indiquée à la régulation ne soit pas erronée (risque de perte de calories ou de surchauffe).
– soigner l’isolation de tous les circuits hydrauliques.
– prévoir des vannes et robinets pour pouvoir vider le réseau de chauffage sans vider le ballon.
– prévoir une stratégie pour éviter les surchauffes en été (occultation des capteurs, boucle de décharge, etc.). Les systèmes solaires les plus évolués du commerce sont auto-vidangeables, c’est à dire que les capteurs et les tubes de liaison sont vidés du liquide caloporteur dès qu’il y a un risque de gel ou de surchauffe. De ce fait, le fluide caloporteur est de l’eau pure (qui assure un meilleur transfert d’énergie que le glycol).
– si vous faites installer un système intégré comprenant en un seul élément le ballon et la chaudière, le montage est facile pour l’installateur. Dans le cas contraire (éléments séparés pour s’adapter à une chaudière existante), ce type de montage est nettement plus complexe. Ne confiez alors ce projet qu’à un professionnel qui en a l’habitude.
– oubliez ce système si le toit de votre habitation est à l’ombre en hiver (pas de pente de toit au sud, ombres projetées par des arbres ou habitations environnantes, maison implantée sur une pente de colline côté nord ou est).
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