Chauffe-eau solaire et mazout : se chauffer durablement est plus facile qu'on ne le croit

Vous voulez consommer moins de combustible sans perdre votre confort ? Complétez votre installation de chauffage au mazout par un chauffe-eau solaire. Chaque fois que vous profitez, gratuitement, de la chaleur du soleil, vous économisez du mazout. Et lorsque le soleil ne produit pas assez de chaleur, votre installation au mazout prend le relais. Ainsi, vous disposez à tout moment d’eau chaude pour votre salle de bain ou votre chauffage et vous réduisez votre consommation d'énergie ! Découvrez comment combiner le mazout et un chauffe-eau solaire.

Un chauffe-eau solaire fonctionne à l'énergie solaire, mais qu'est-ce que l'énergie solaire ?

Le soleil nous apporte de la chaleur et de la lumière et c'est une source importante d'énergie renouvelable. Les panneaux photovoltaïques, qui transforment la lumière du soleil en électricité, sont une des applications solaires les plus connues. Le chauffe-eau solaire fonctionne, quant à lui, avec des panneaux solaires thermiques, qui convertissent la lumière en chaleur, ce qui lui permet de chauffer l'eau. Découvrez ici la différence entre les panneaux solaires photovoltaïques et thermiques.

Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?

Pour recueillir les rayons du soleil et les convertir en chaleur, il faut des panneaux solaires thermiques également appelés capteurs solaires, qui doivent être placés sur le toit. Les rayons du soleil chauffent le fluide caloporteur dans le circuit et la hausse de température fait fonctionner une pompe. Le fluide est alors amené vers le réservoir. Le fluide caloporteur transmet sa chaleur à l'eau du réservoir à l'aide d'un échangeur de chaleur. La température de l'eau continue à monter tant que le soleil brille et tant que la température des panneaux solaires thermiques est suffisamment élevée. Le réservoir stocke l'eau chaude jusqu'à ce que vous preniez une douche ou allumiez le chauffage.

À quoi sert un chauffe-eau solaire ?

Vous pouvez utiliser un chauffe-eau solaire dans deux situations : 

• Pour l'eau chaude sanitaire (ECS) : Vous pouvez utiliser l’énergie du soleil pour chauffer l’eau de votre douche, du bain, du lave-vaisselle, de votre machine à laver, du nettoyage et pour d'autres besoins sanitaires.
• Pour le préchauffage de l'eau de l'installation de chauffage : Pour le moment, il est techniquement impossible dans la plupart des cas de chauffer toute votre habitation avec l’énergie solaire. C’est pourquoi l’énergie solaire n’est souvent utilisée que pour préchauffer l’eau du chauffage central.

Y a-t-il suffisamment de soleil en Belgique pour installer un chauffe-eau solaire ?

Oui, il y a actuellement suffisamment de lumière en Belgique pour utiliser l'énergie solaire pour le chauffage. 

La Belgique n'est pas réputée pour ses nombreuses heures d'ensoleillement. Mais nous avons malgré tout suffisamment de lumière pour utiliser activement l'énergie solaire. Dans notre pays, nous avons chaque année entre 1 400 et 1 700 heures d’ensoleillement, soit 60 % de l’ensoleillement que connaît l’Espagne. Mais même lorsque le soleil se cache derrière un nuage, votre installation peut emmagasiner la chaleur gratuite du soleil. La lumière du soleil est en effet suffisante pour générer de la chaleur – même lorsque le temps est couvert. Pendant les mois d'hiver, mieux vaut cependant utiliser votre installation au mazout en complément.

Pourquoi un chauffe-eau solaire et le mazout forment-ils une combinaison idéale ?

Votre chaudière au mazout ne se met en marche que lorsqu'il y a trop peu de soleil pour chauffer l'eau.

De mars à octobre, il y a en Belgique suffisamment de soleil pour couvrir vos besoins, vous n'avez donc pas besoin de chauffage d'appoint. Mais si la température des panneaux solaires thermiques baisse trop ? La pompe arrête alors de fonctionner et ne chauffe plus l'eau du réservoir. Autrement dit, en hiver un chauffe-eau solaire ne suffit pas pour combler vos besoins de chauffage et d'eau chaude. Mais ce n'est pas un problème puisque votre chaudière au mazout prend le relais ! Elle fonctionne avec votre chauffe-eau pour garantir à tout moment suffisamment de chaleur pour maintenir votre confort. Tant qu'il y a suffisamment de lumière, vous continuez à économiser l'énergie grâce au chauffage hybride.

Comment fonctionne l'association du mazout et d'un chauffe-eau solaire ?

Cette vidéo vous présente comment votre chaudière au mazout et votre chauffe-eau solaire se complètent à la perfection.

De quoi avez-vous besoin pour votre chauffe-eau solaire ?

Un chauffe-eau solaire se compose de quatre éléments importants :

• Les panneaux solaires thermiques forment une surface plane avec, en dessous, des conduites remplies d'un fluide caloporteur qui recueille l'énergie solaire.
• Un réseau de conduites qui amène le fluide chauffé dans les panneaux solaires vers le réservoir d'accumulation. La chaleur y est transmise à l’eau sanitaire ou à l’eau circulant dans l’installation de chauffage.
• Le système de régulation adapte le chauffage de l’eau en fonction du nombre d’heures d'ensoleillement et de vos besoins de chauffage. Il passe automatiquement au chauffage complémentaire lorsque celui-ci est nécessaire.
• Un système de chauffage complémentaire comme une chaudière au mazout prend le relais lorsqu'il n'y a pas suffisamment de soleil.

À quoi faire attention lorsque l'on place des panneaux solaires pour un chauffe-eau solaire ?

L'angle d'inclinaison des panneaux est crucial pour le fonctionnement optimal de votre chauffe-eau. L'angle idéal dépend de différents facteurs : 

• La situation géographique de votre habitation
• Le type de rayons (diffus ou directs)
• L'application pour laquelle vous souhaitez utiliser vos panneaux solaires
• Le type de panneaux solaires

Dans l'idéal, les panneaux solaires thermiques sont orientés entre le sud-est et le sud-ouest, à un angle de 25° à 60° par rapport à l'horizon.

Pour récupérer un maximum d'énergie solaire, l'angle d'inclinaison des panneaux solaires thermiques devrait varier en fonction de la saison et de la situation géographique de votre habitation. En hiver, l'angle d'inclinaison devrait être plus important et les panneaux devraient être placés à la verticale. En été, ils devraient être plus à plat, ce qui réduit l'angle d'inclinaison. Mais comme il faut choisir un seul angle, nous devons trouver un compromis. 

Ajoutons à cela le type de rayonnements qui influe lui aussi sur l'angle d'inclinaison optimal. Cet angle optimal est différent pour les rayonnements diffus et directs. En Belgique, les rayonnements diffus représentent environ 60 % de l'ensemble des rayonnements. Là encore, il nous faut donc faire un compromis. Mieux vaut donc orienter vos panneaux solaires thermiques en fonction de l'application.

• Pour produire de l'eau chaude sanitaire, optez pour un compromis qui offrira les meilleurs résultats à longueur d'année. Notre consommation est plus ou moins constante toute l'année. En plaçant les panneaux à un angle de 50°, vous pouvez totalement couper votre chaudière de chauffage pendant les mois d'été – à condition d'avoir installé le nombre correct de mètres carrés de panneaux solaires nécessaires à nos besoins en ECS.
• Pour le chauffage d'appoint de votre maison, vous devez incliner les panneaux entre la position hivernale et la position automnale et printanière du soleil. Optez pour un angle de 60°, ce qui correspond à l’angle d’incidence des rayons solaires en octobre et en février. Vous ferez ainsi appel le plus tard possible à votre chaudière et ferez les plus grosses économies d'énergie. 
• Vous voulez chauffer votre piscine ? Pour cela, basez-vous sur l'angle d'incidence du rayonnement solaire en juin et août. La meilleure inclinaison est d’environ 30°. Optez plutôt pour des capteurs sous vide (voir paragraphe suivant). Avec des capteurs plans, le nombre de mètres carrés de panneaux solaires placés sera suffisant pour combler la majeure partie de vos besoins en eau chaude sanitaire. S’il s’agit d’une piscine extérieure, les capteurs solaires pourront en hiver être mis à profit en soutien au chauffage de l’habitation. Prévoyez alors un réservoir supplémentaire pour stocker l'énergie.

Quels sont les différents types de panneaux solaires thermiques ?

Il existe deux types de panneaux solaires thermiques pour la production d'eau chaude et/ou pour préchauffer l'eau du chauffage.

• Les capteurs plans
  Ils comportent une plaque en métal dotée d'un revêtement spécial qui absorbe les rayons du soleil et les convertit en chaleur. La face interne de la plaque en métal est reliée à un réseau de conduites dans lequel circule un fluide caloporteur. Une isolation à l'arrière et une plaque en verre à l'avant limitent les pertes de chaleur. Tous ces éléments forment le capteur plan.
• Les capteurs à tubes sous vide
  Ils se composent de différents tubes en verre montés les uns à côté des autres. Ces tubes sont équipés d'un matériau absorbant relié à un « heatpipe » ou absorbeur thermique, c'est-à-dire un tube fermé contenant un liquide qui s'évapore sous l'influence du soleil. Cette vapeur se diffuse dans le tube et se condense dans la partie haute, où le tube est relié à un fluide frigorigène. En se condensant, la vapeur transmet la chaleur au liquide frigorigène qui circule dans un deuxième circuit. Le liquide frigorigène ainsi chauffé circule vers l'échangeur de chaleur du ballon de stockage et revient vers le tube de chaleur. Là, le liquide de condensation redescend et le cycle recommence.

Que coûte la combinaison mazout et chauffe-eau solaire ?

Pour une famille moyenne de quatre personnes, il faut une surface de capteurs d'au moins 4 m² et un ballon de stockage de 250 à 300 litres. Le prix d'un chauffe-eau domestique de cette capacité se situe entre 4 500 euros et 7 500 euros, frais d'installation compris. Pour une installation au mazout avec chaudière, brûleur, système de régulation et réservoir d’accumulation de 3 000 litres, comptez entre 4 000 et 10 000 euros, frais d’installation compris.

Combien pouvez-vous économiser en installant un chauffe-eau solaire ?

Pour calculer le montant des économies liées à un chauffe-eau solaire, nous nous basons sur les quantités de rayonnements solaires : le total sur base annuelle pour la Belgique est d’environ 1 000 kWh/m². Les panneaux solaires, selon le type, ont un rendement allant de 40 % à 80 %. Nous ferons le calcul avec un rendement de 50 %.
De plus, nous prenons une orientation défavorable sur la maison et le toit, ce qui entraîne une perte d’ensoleillement de 10 %.
Le gain global d’énergie que peuvent livrer vos panneaux solaires est donc de : 1 000 kWh/m² x 50 % x 90 % = 450 kWh/m².

Avec 1 litre de mazout, vous obtenez au maximum 10,6 kWh d’énergie. Une nouvelle chaudière à condensation offre un rendement de 95 %, c'est-à-dire que 1 litre de mazout produit 10 kWh d’énergie utile. D'après nos calculs, les panneaux solaires en Belgique permettent de réaliser une économie annuelle de 45 litres de mazout par mètre carré.

Dans cette vidéo, nous expliquons pourquoi la combinaison chaudière au mazout et chauffe-eau solaire est doublement avantageuse.

Quel est le budget mazout annuel d’une famille moyenne ?

Une famille avec un profil d'utilisation normal consomme chaque jour environ 50 litres d’eau chaude sanitaire à 45 °C par personne. Dans ces conditions, une famille de quatre personnes a donc besoin de 360 litres de mazout par an environ pour chauffer son eau chaude sanitaire. Au prix de 0,60 euro par litre de mazout, cela représente un coût annuel de 216 euros.

Quelle doit être la surface de panneaux solaires ?

Pour une consommation familiale moyenne, les dimensions de l’installation solaire et les économies envisageables sont vite calculées :

Vous pouvez également demander à un installateur de réaliser une installation solaire sur mesure. Dans ce cas, mieux vaut calculer vous-même la quantité d’eau chaude sanitaire dont vous avez besoin :

N'oubliez pas de contrôler et entretenir régulièrement vos panneaux solaires !