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Tout savoir sur les capteurs solaires

capteurs  solaires

Thermiques ou photovoltaïques, les capteurs solaires sont des équipements pouvant produire chaleur ou électricité.

Le point sur un dispositif de plus en plus plébiscité.

Le saviez-vous ?

Les capteurs solaires sont éligibles à plusieurs aides écologiques

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Présentation et fonctionnement des capteurs solaires

Le capteur solaire appelé aussi panneau solaire est un appareil prévu pour absorber des rayons du soleil pour les transformer en énergie solaire. Pour faciliter sa pose et la capture du flux solaire, le capteur solaire se présente le plus souvent sous la forme d'un panneau plat, d'une surface moyenne de 1 m².
On distingue deux types de capteurs solaires :

  • Le capteur solaire thermique qui absorbe le rayonnement solaire puis le convertit en énergie thermique transmise grâce à un fluide caloporteur. Ce fluide peut être de l’air qui circule et s’échauffe au contact de tubes absorbeurs ou de l’eau qui passe et se chauffe dans des tubes.
  • Le capteur solaire photovoltaïque qui absorbe l’énergie solaire afin de la transformer en énergie électrique.

Comment fonctionnent les capteurs solaires ?

Le fonctionnement du capteur solaire va différer selon qu’il s’agit d’un capteur solaire thermique ou d’un capteur solaire photovoltaïque.

Le capteur solaire thermique est composé « d’absorbeurs» autrement dit de tubes placés entre une plaque de verre et une couche d'isolant.

  • La plaque de verre va permettre d’augmenter la température dans le coffre par effet de serre.
  • L'isolant va limiter les déperditions de chaleur à l’extérieur de ce «coffre».
  • Les tubes-absorbeurs, en cuivre sont chauffés au contact des rayons du soleil. A l'intérieur circule le liquide caloporteur (eau) qui se charge en chaleur laquelle est ensuite transmise au chauffe-eau ou circuit de chauffage. La température obtenue à l’intérieur des tubes va de 30 à 70°C .

Il existe désormais une nouvelle génération de capteurs dénommés "capteurs solaires sous vide", plus chers à l’achat mais plus performants. Attention car ils sont aussi plus fragiles à manipuler. Les tubes en verres qui fonctionnent indépendamment, sans coffrage, ont été vidés de toute présence d’air afin d’obtenir une meilleure isolation et de limiter les pertes de chaleur à l’intérieur du tube. La puissance du dispositif est fonction du nombre de tubes et de leur taille.
Le capteur solaire photovoltaïque est composé de cellules de silicium dont la particularité est de produire du courant électrique lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Un onduleur va ensuite transformer le courant continu produit par le capteur en courant alternatif compatible avec le réseau électrique du logement.

panneau solaire photovoltaïques

Avantages et inconvénients des panneaux solaires

Les panneaux solaires ont aussi bien des avantages que des incontinents. Ces avantages et inconvénients varient en fonction de leur type, thermique ou photovoltaïque.

Avantages et inconvénients des panneaux solaires thermiques

Parmi les avantages des panneaux solaires thermiques on peut citer :

  • La lumière du soleil étant disponible partout, elle est exploitable quelle que soit la région ;
  • L’énergie solaire recueillie par les capteurs solaires thermiques est une énergie propre et renouvelable. Installer cet équipement c’est participer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. En effet, si un foyer de 4 personnes utilise des capteurs solaires thermiques couplés d'un chauffe-eau solaire, cela évite l’émission d’une tonne de CO2 par an dans l’atmosphère ;
  • L'énergie solaire thermique permet d'assurer une partie des besoins en eau chaude sanitaire et en chauffage ;
  • L'installation des panneaux solaires thermiques permet de réaliser des économies conséquentes sur la durée ;
  • Les capteurs solaires thermiques s’adaptent à tous les types de toitures et s’intègrent parfaitement sur des tuiles ou des ardoises en préservant l'esthétique ;
  • Les frais de maintenance et de fonctionnement d'une installation thermique sont relativement faibles.

A côté de leurs avantages, les capteurs solaires thermiques ont aussi plusieurs inconvénients :

  • Les capteurs solaires contiennent des déchets toxiques : cuivre et chrome ;
  • Il faut pouvoir stocker la chaleur dans des ballons ou des dalles chauffantes ;
  • La production d'énergie solaire n'est possible que lorsqu'il y a du soleil ;
  • Le coût d'investissement d'une installation solaire thermique est relativement élevé ;
  • L'énergie solaire est une énergie intermittente. Il faut donc un système de chauffage d'appoint.

Avantages et inconvénients des panneaux solaires photovoltaïques

Les panneaux solaires photovoltaïques ont plusieurs avantages parmi lesquels :

  • C'est une énergie inépuisable car issue des rayons du soleil et, de ce fait, elle respecte la nature et l'environnement ;
  • C'est une énergie très fiable car il n'y a pas de risque de rupture ;
  • Les matériaux utilisés (silicium, verre, aluminium), résistent aux conditions météorologiques extrêmes ;
  • L'intégration des panneaux photovoltaïques est simple et l'installation est facile d'emploi.
  • L'énergie photovoltaïque peut être installée partout, même en ville ;
  • Le coût de fonctionnement est faible et l'entretien est réduit ;
  • La revente du surplus de production permet d'amortir les investissements voire de générer des revenus. Le contrat d'achat est conclu en général pour une durée de 20 ans.

…et aussi quelques inconvénients :

  • Ils contiennent des produits toxiques et la filière de recyclage n'est pas encore existante ;
  • Le coût d'investissement est pour l’instant très élevé ;
  • Le rendement électrique diminue avec le temps (20% de moins au bout de 20 ans) ;
  • Lorsque le stockage de l'énergie électrique par des batteries est nécessaire, le coût du système photovoltaïque augmente ;
  • Comme dans le cas d’un capteur solaire thermique, la production d'énergie solaire n'est possible que lorsqu'il y a du soleil.

Installation : où et comment ?

Il existe 3 possibilités d'installation :

  • Au sol : Cela requiert un emplacement disponible comme une terrasse ou une partie du jardin. La distance entre les capteurs et le ballon multiplie les risques de déperdition de chaleur.
  • En façade/en pignon : Cette solution peu esthétique, est choisie par défaut lorsque le toit ne peut accueillir de panneaux
  • Sur le toit : C’est la solution recommandée et utilisée dans la majorité des cas car elle permet :
    • D’installer des capteurs sur une grande superficie,
    • De profiter de l’inclinaison naturelle de la toiture,
    • De préserver l’espace habitable (d’une terrasse ou d’un jardin notamment),
    • D’être discret.

La meilleure orientation est celle plein sud, dans l’idéal ou à défaut sud/est ou sud/ouest. Il faut

veiller à préserver une inclinaison des panneaux de 45° à 50° par rapport au sol pour obtenir une

bonne réception du rayonnement solaire.

Les capteurs solaires peuvent aussi être intégrés au toit et servir de toiture. Très esthétiques ils sont relativement chers mais entrent dans la garantie décennale d’un bâtiment.

 

Entretien et prix des capteurs solaires

Les capteurs thermiques sont moins fragiles que les panneaux photovoltaïques et certains capteurs sont même autonettoyants. Selon l’endroit où ils sont placés, il faudra les nettoyer plus ou moins souvent. Ils se nettoient avec de l’eau tiède déminéralisée et au moyen d’une raclette en caoutchouc (au manche télescopique) pour éviter de rayer le verre.
Il convient également de vérifier régulièrement le compteur de production et l'onduleur (pour les installations photovoltaïques)
Certains installateurs proposent au moment de l'installation, un contrat d'entretien régulier.

Le prix des capteurs solaires

Le prix des capteurs solaires thermiques dépend de deux principaux facteurs : la surface totale des capteurs thermiques et la technologie utilisée. les prix diffèrent selon que les capteurs thermiques sont des capteurs plan vitrés ou conçus à partir tubes sous-vide.
Prix du matériel (capteur pour une surface de 2 m2):

  • Entre 400 et 800 € pour un capteur plan vitré
  • Environ 1200 € pour un capteur tubulaire sous vide

Il faut ajouter à cela un chauffe-eau solaire compact, soit environ 1000 € voire plus
En résumé : Compter entre 5000 et 7000 € TTC l’installation complète matériel (environ 6000 €) et main-d’oeuvre (environ 1320 €).
Le prix des capteurs solaires photovoltaïques revient en moyenne à 3 € par Watt installé. Pour une installation complète de panneaux solaires photovoltaïques, on prévoit environ 1.000 €/m². Le coût d’une installation diffère en fonction de la puissance des panneaux solaires, soit environ :

  • De 8.000 € à 12.000 € pour 3 kWc,
  • De 16.000 € à 19.000 € pour 6 kWc,
  • De 25.000 € à 35.000 € pour 9 kWc 
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Les avis sur Calculeo

1344 personnes ont donné leur avis sur le service Calculeo (note moyenne: 4,1/5)

Service très efficace et rapide. Grace à vous, j'y vois beaucoup plus clair maintenant. Les démarches me semblent plus faciles (Le manque d'information peut-être). Merci à vous.
Jean-Paul G. - Saint-Jean-de-Monts (85)
tout est bien identifié; dommage que je n'ai pas connu le site plus tot car j'ai changé une partie mes fenetres et j'ai mis des volets roulants
florence g. - Montbard (21)
Le questionnaire est simple à comprendre. J'ai été agréablement surpris d'apprendre que je pouvais bénéficier d'un bonus écologique.
Jean-Jacques D. - Berneville (62)