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Chauffe-eau solaire – Tubes sous vide

Aujourd'hui, la hausse importante du coût des énergies fossiles a rendu les dépenses énergétiques de plus en plus onéreuses. Ceci a permis aux énergies renouvelables de s'imposer comme des solutions d'avenir, et plus particulièrement l'énergie solaire thermique.

En effet investir dans un chauffe-eau solaire thermique à tubes sous vide est un investissement rentable qui couvre en moyenne 70% des besoins en eau chaude sanitaire d’une famille contre 40% pour un système intégrant des capteurs plans.

Tubes sous vide

Les capteurs à tubes sous vide, de par les faibles pertes, permettent des températures élevées de stagnation. Cette température est atteinte lorsque l'énergie captée par le capteur n'est pas utilisée (Champ solaire exposé en plein Soleil sans récupération de l'énergie). Pour les applications de solaire thermique, les tubes sous vide ont été les premiers à atteindre des températures de stagnation supérieures à 200°C. Apanage commercial par excellence, cette température n'est ordinairement jamais atteinte (ou très rarement) dans un système correctement dimensionné. La qualité des isolants minéraux, l'emploi d'absorbeurs sélectifs de qualité et de verres à très haute transparence (faible teneur en fer et traitements anti-reflets) ont permis aux capteurs plans d'atteindre maintenant ces mêmes niveaux de température.

Il est maintenant admis qu'un capteur solaire plan produit, à superficies hors tout (brute) identiques, bien plus d'énergie qu'un capteur solaire thermique à tubes sous vide, avec des contraintes d'exploitations inférieures.

Chauffe-eau Solaire

Un chauffe-eau solaire est un dispositif de captation de l'énergie solaire destiné à fournir partiellement ou totalement de l'Eau Chaude Sanitaire (ECS).

Ce type de chauffage permet habituellement de compléter les types de chauffage de l'eau exploitant d'autres sources énergétiques (électricité, énergies fossiles, biomasse, …) dans certaines conditions il permet de les remplacer totalement. L'énergie solaire étant parfaitement renouvelable, ce remplacement permet de limiter efficacement les émissions de gaz à effet de serre ou la production de déchets nucléaires, raison pour laquelle l'installation de tels dispositifs est fortement encouragée par de nombreux États et collectivités via la fiscalité, des primes et/ou une obligation d'installation sur les nouvelles constructions.

Orientation

L'orientation doit maximiser l'exposition au soleil, être vers le Sud dans l'hémisphère Nord (et inversement), au moins entre sud ouest et sud est. L'inclinaison est aussi importante pour le rendement. Bien que soumis aux contraintes du bâtiment (comme une intégration sur toiture), un placement en façade est optimal techniquement. Il permet l'optimisation de l'inclinaison pour l'hiver et d'éviter ainsi la surchauffe en été.

Exemples d'inclinaison optimum du toit en France métropolitaine pour une orientation plein sud :

– en fin juin : 30° (soit une pente de 50%, style toit provençal).

– aux équinoxes : 45° (soit une pente de 100%, style toit du Nord)

– en fin décembre: 70° (soit une pente de 300%, presque la verticale).

Une orientation qui dévie du plein sud, même faiblement, verticalise encore les inclinaisons optimales.

Il faut aussi veiller à minimiser le masquage par des ombres d'objets voisins (bâtiments, arbres, collines). Chaque installation devra être étudiée au cas par cas selon les contraintes locales. Il faudra prendre en compte les ombres d'hiver qui sont plus longues que les ombres d'été, cependant certains arbres perdent leurs feuilles, et laissent donc passer le soleil.

Quand la vue est dégagée coté sud (campagne), l'optimum d'hiver conduit souvent à installer les capteurs en façade à hauteur suffisante pour éviter les ombres d'hiver (cabanon, pergola, clôture, arbuste). Les capteurs sont donc placés juste en dessous de la gouttière pour une toiture normale, et juste au dessus pour une toiture à la Mansarde (sur la pente forte).

Dans un environnement très urbanisé, très boisé (haute haie), ou dans un terrain encaissé, seuls les hauteurs les plus grandes peuvent échapper aux ombres portées par les obstacles de l'environnement. Les capteurs seront donc placés au plus haut, c'est-à-dire sur le toit.

Comparatif des tarifs énergétiques.

Le taux de conversion d’un kwh th ou elec en énergie restituée dans la maison (par exemple) est variable en fonction des systèmes de production de chaleur utilisés. Les anciennes chaudières en particulier font état de rendements beaucoup plus faibles que des matériels modernes.

Soleil : 0 €
Bois déchiqueté : 0.023 €
Bois en bûche : 0.043 €
Pompe à chaleur géothermique : 0.053€ (hors abonnement)
Granulé de bois en vrac : 0.057 €
Granulé de bois en sac : 0.07 €
Gaz de réseau : 0.065€ (hors abonnement) moyenne en europe : 0,071€
Fioul domestique : 0.083 €
Electricité : 0.12 € (hors abonnement) moyenne en europe 0,176 €
Gaz propane : 0.114 €
Kerdane : 0.18 €

Source statistiques gouvernementales : MEDD

Crédit d’impôt

A partir du 1er janvier 2012 le crédit d'impôt passe de 45 à 32 % pour l'énergie solaire thermique.

Calcul du crédit d'impôt pour un kit de 200 litres avec 1 capteur de 25 éléments

Prix HT

TVA 7,0 %

Prix TTC

Prix du kit (approximatif) 1'329,43 € 93,06 € 1'422,49 €
Crédit d'impôt 32 % sur le prix de la fourniture 455,20 €
Tarif moyen pour la pose d'une installation avec TVA à 7,0 % 1'500,00 € 105,00 € 1'605,00 €
Prix total y compris le crédit d'impôt en passant par un installateur 2'572,29 €

TVA 19,6 %

Prix total sans crédit d'impôt en posant vous-même 1'329,43 € 260,57 € 1'590,00 €

Economie réalisée si vous êtes un tout petit peu bricoleur (approximatif)

982,29 €

 

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