Le chauffage solaire actif

Qu’est-ce que le chauffage solaire actif ?

Comme pour le chauffe-eau solaire, ce sont des capteurs solaires thermiques qui assurent la transformation du rayonnement solaire en chaleur utilisable pour le chauffage d’une maison. Il faut bien sûr prévoir une plus grande surface de capteurs que pour un chauffe-eau, ainsi qu’un système de distribution de chaleur différent.

Le soleil peut ainsi fournir 40% de vos besoins de chauffage.

Le chauffage solaire (actif ou passif) est le moyen le plus efficace, en terme de surface, pour collecter l’énergie solaire : en effet, 20 m2 de capteurs intégrés au bâtiment peuvent produire plus de 5000kWh de chaleur par an. Or obtenir même quantité d’énergie demande l’utilisation durable d’environ 2000m2 de forêt dans le cas du chauffage au bois.

Technologies utilisées

Chauffage solaire actif

On appelle système solaire combiné (SSC) une installation solaire qui associe le chauffage des locaux et de l’eau sanitaire.

Tout comme pour le chauffe-eau solaire, l’eau circulant dans les capteurs solaires est chauffée par le rayonnement solaire. Cette eau passe ensuite dans un échangeur thermique sanitaire pour produire l’eau chaude sanitaire, ainsi que dans la distribution de chauffage.

La technologie la plus utilisée est le plancher solaire direct (PSD) : l’eau issue des capteurs est envoyée dans un ballon régulateur de l’eau à 45°C, qui la distribue dans un plancher chauffant. Celui-ci monte en température (27°C en surface) et chauffe les pièces. La dalle du plancher stocke une partie de la chaleur pour la restituer dans les heures qui suivent le coucher du soleil.

Source : ADEME

Quelques principes de base

  • Le rendement thermique (c’est-à-dire la quantité d’énergie récupérée par rapport à l’énergie solaire incidente) des capteurs solaires est d’autant plus important que la température de l’eau de chauffage est faible. Or, pour la distribution de chaleur dans le logement, la surface d’échange de chaleur doit être plus importante pour une température de fluide plus basse. Le chauffage solaire s’associe donc bien avec des solutions tels que le plancher ou le mur chauffant (eau à 40°C), la distribution par radiateurs classiques (dimensionnés pour de l’eau à 60°C voire 80°C) s’accompagnera d’un mauvais rendement.
  • On compte des jours ensoleillés en décembre (7 à 10) et si la couverture nuageuse n’est pas trop importante, l’installation peut produire de la chaleur avec la lumière diffuse.
Attention aux idées reçues
  • Tout comme le chauffe-eau solaire, le chauffage solaire fonctionne dans toute la France. Il est d’ailleurs d’autant plus pertinent au nord du pays que la saison de chauffe s’étale sur une longue période de l’année comprenant les mi-saisons.

De ce fait, selon l’ADEME, une même installation de chauffage solaire produira à Strasbourg plus de kWh pour le chauffage qu’à Marseille.

  • Il est possible en théorie, mais pas rentable financièrement, de prévoir une surface de capteur et un volume de stockage assez importants qui couvriraient presque l’ensemble des besoins de chauffage par le soleil. Un appoint est de toute façon nécessaire pour les périodes sans soleil. Toutefois, une bonne conception d’ensemble et une bonne gestion des chauffages actifs et passifs permettent dans les meilleurs cas de couvrir 80% des besoins, le reste étant fourni par combustion d’énergies fossiles (fioul, gaz), renouvelables (bois,…), ou par l’électricité (hydraulique, nucléaire, charbon).
  • Lorsque l’installation solaire est conçue pour le chauffage, la surface importante permet évidemment la production d’eau chaude sanitaire. L’apport gratuit du solaire représente alors au moins 55% des besoins de chauffage et d’eau chaude.

Parce qu’il y a de longues périodes sans soleil en hiver et que la température atteinte à cette saison par les capteurs ne peut servir, le plus souvent, qu’à la préchauffer, l’eau chaude sanitaire nécessite un appoint de chauffage en hiver.

Implantation des capteurs

  • L’orientation doit être plein sud, ou du moins déviée de moins de 30° par rapport au plein sud.
  • Les capteurs doivent favoriser la captation de rayonnement en hiver, quand le soleil est bas dans le ciel : il faudrait donc une inclinaison qui varierait de 45 à 80°. À chaque mois de l’année correspond une inclinaison de capteur optimale, donnée dans le tableau ci-dessous.
Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai
41° 52° 62° 65° 63° 56° 45° 30° 16°

En général, plus on souhaite obtenir un taux de couverture important, plus on mettra un grande surface de capteur et plus on cherchera une inclinaison favorisant le mois de décembre. Mais une surface relativement faible (10m2) de capteurs, inclinée à 45°, reste pertinente pour réduire la consommation d’énergie pour le chauffage à la mi-saison.

  • En construction neuve, la surface de capteur à installer est d’environ 1 m2 pour 6 à 10m2 de plancher chauffant.
  • Il ne faut pas qu’il y ait d’ombre importante sur les capteurs, c’est-à-dire de bâtiments, arbres entre le soleil et les capteurs. Il est possible de calculer la perte de production due à un masque pour juger si elle pénalisante.

Prix d'un SSC

Les prix généralement constatés pour une installation sont de l’ordre de 1000€ par m2 de capteur. Une installation compte entre 10 et 25m2 de capteurs.

Aides

Pour connaitre les aides financières susceptibles de concerner ces équipements rendez-vous dans la rubrique Aides.

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