Bien que le coût initial d'un chauffe-eau solaire puisse être plus élevé que celui d'un chauffe-eau traditionnel, l'énergie solaire que vous exploiterez peut générer d'importantes économies et des avantages environnementaux considérables. L'eau chaude représente 18 % de la consommation d'énergie d'un foyer, mais les chauffe-eau solaires peuvent réduire votre facture d'eau chaude de 50 à 80 %.
Dans cet article, nous vous expliquons comment les chauffe-eau solaires peuvent vous permettre de profiter d'une énergie renouvelable et gratuite, de faire des économies et de préserver la planète. Grâce à ces informations, vous pourrez décider en toute connaissance de cause si un chauffe-eau solaire représente un bon investissement pour vos besoins en eau chaude sanitaire.
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Le principe de base d'un chauffe-eau solaire est d'exposer de l'eau ou un fluide caloporteur à la lumière du soleil, puis de faire circuler le fluide chauffé vers votre domicile pour un usage domestique. Les composants de base de tous les chauffe-eau solaires sont un réservoir de stockage et un capteur qui capte la chaleur du soleil.
Un capteur est une série de plaques, de tubes ou de réservoirs à travers lesquels l'eau ou un fluide caloporteur absorbe la chaleur du soleil. De là, le fluide circule vers le réservoir ou l'unité d'échange thermique.
Les chauffe-eau solaires sont les dispositifs d'économie d'énergie les plus couramment utilisés pour préchauffer l'eau avant son entrée dans un chauffe-eau conventionnel domestique. Cependant, certains chauffe-eau solaires chauffent et stockent l'eau sans utiliser de réservoirs traditionnels, fournissant ainsi de l'eau chaude entièrement solaire.
Il existe deux grandes catégories de chauffe-eau solaires : passifs et actifs. La principale différence réside dans le fait que les systèmes actifs nécessitent une pompe de circulation pour faire circuler l’eau, tandis que les systèmes passifs fonctionnent par gravité. Les systèmes actifs requièrent également de l’électricité et peuvent utiliser de l’antigel comme fluide caloporteur.
Dans les capteurs solaires passifs les plus simples, l'eau est chauffée dans un tuyau puis acheminée directement au robinet par ce tuyau en cas de besoin. Les capteurs solaires actifs utilisent soit de l'antigel — du capteur solaire vers un échangeur de chaleur pour chauffer l'eau potable destinée au stockage et à un usage domestique — soit chauffent directement l'eau, qui est ensuite pompée dans le réservoir.
Les systèmes actifs et passifs comportent des sous-catégories adaptées à différents climats, missions, capacités et budgets. Le système qui vous convient dépendra des facteurs suivants :
Bien que plus coûteux que les systèmes passifs, les chauffe-eau solaires actifs sont plus efficaces. Il existe deux types de systèmes de chauffage solaire de l'eau :
Dans un système à captage direct actif, l'eau potable passe directement par le capteur et est stockée dans un réservoir pour être utilisée. Ce type de système est particulièrement adapté aux climats doux où les températures descendent rarement en dessous de zéro.
Les systèmes indirects actifs font circuler un fluide non réfrigéré à travers des capteurs solaires et dans un échangeur de chaleur où la chaleur du fluide est transférée à l'eau potable. L'eau est ensuite recyclée dans un réservoir de stockage pour un usage domestique. Les systèmes indirects actifs sont essentiels dans les climats froids où les températures descendent souvent en dessous de zéro. Sans ces systèmes, les canalisations risquent de geler et d'éclater.
Les chauffe-eau solaires passifs sont une option plus économique et plus simple, mais ils ont tendance à être moins efficaces que les systèmes actifs. Cependant, ils peuvent être plus fiables et durer plus longtemps, il ne faut donc pas les négliger, surtout si votre budget est limité.
Le système de stockage intégré (ICS) est le plus simple des systèmes de chauffage solaire d'eau ; le capteur peut également servir de réservoir de stockage. Très performants, ces systèmes ne fonctionnent cependant que dans les climats où le risque de gel est très faible. Un système ICS peut se limiter à une grande cuve noire ou à un ensemble de petits tuyaux en cuivre fixés sur le toit. Les systèmes ICS à tubes en cuivre chauffent plus rapidement grâce à leur surface d'échange thermique plus importante, mais dissipent également la chaleur plus vite.
Les systèmes ICS sont souvent utilisés pour préchauffer l'eau destinée aux chauffe-eau classiques. Dans un tel système, lorsque l'eau est nécessaire, elle quitte le réservoir/collecteur et se dirige vers le chauffe-eau traditionnel de la maison.
Un aspect important à prendre en compte pour les systèmes de récupération des eaux de pluie est leur taille et leur poids : les réservoirs servant également de collecteurs, ils sont volumineux et lourds. La structure doit être suffisamment robuste pour supporter un système de récupération des eaux de pluie aussi imposant, ce qui peut s'avérer impraticable, voire impossible, pour certaines habitations. Autre inconvénient : ces systèmes sont sensibles au gel et peuvent même éclater par temps froid, ce qui les rend adaptés uniquement aux climats chauds ou nécessite une vidange avant l'arrivée du froid.
Les systèmes à thermosiphon fonctionnent grâce à un cycle thermique. L'eau circule : l'eau chaude monte et l'eau froide descend. Ils comportent un réservoir semblable à celui d'une unité ICS, mais le capteur est incliné vers le bas à partir du réservoir pour permettre ce cycle thermique.
Un capteur thermosiphon capte la lumière du soleil et renvoie l'eau chaude au réservoir via un circuit fermé ou un caloduc. Bien que les thermosiphons soient plus efficaces que les systèmes ICS, ils ne peuvent pas être utilisés là où des rejets réguliers sont effectués.
Plus vous consommez d'eau chaude, plus votre chauffe-eau solaire sera rentable au fil du temps. Les chauffe-eau solaires sont particulièrement avantageux pour les foyers nombreux ou ayant d'importants besoins en eau chaude.
Un chauffe-eau solaire classique coûte environ 9 000 $ avant les incitations fédérales, et jusqu'à 13 000 $ pour les modèles actifs de plus grande capacité. Les petits systèmes peuvent coûter aussi peu que 1 500 $.
Les prix varient en fonction de nombreux facteurs, notamment le choix des matériaux, la taille du système, les coûts d'installation et d'entretien, etc. Bien que les systèmes ICS soient l'option la moins chère (environ 4 000 $ pour une unité de 60 gallons), ils ne fonctionnent pas dans tous les climats. Par conséquent, si votre maison connaît des températures normalement inférieures à zéro, vous n'aurez d'autre choix que d'acheter un système indirect actif, ou au moins d'utiliser un système différent pendant une partie de l'année.
Le poids et l'encombrement des systèmes passifs les moins chers ne conviennent pas à tous. Si votre structure ne peut supporter le poids d'un système passif ou si vous manquez d'espace, un système actif plus coûteux reste la meilleure solution.
Si vous faites construire une maison ou si vous refinancez votre prêt immobilier, vous pouvez intégrer le coût de votre nouveau chauffe-eau solaire à votre emprunt. L'inclusion de ce coût dans un prêt sur 30 ans vous coûtera entre 13 et 20 dollars par mois. Grâce aux aides fédérales, vous pourriez même ne payer que 10 à 15 dollars par mois. Ainsi, si vous faites construire ou si vous refinancez et que votre facture d'eau chaude traditionnelle dépasse 10 à 15 dollars par mois, vous commencerez à faire des économies immédiatement. Plus vous consommez d'eau, plus vite le système sera rentabilisé.
Outre le coût d'achat et d'installation du système lui-même, il faut également tenir compte des coûts d'exploitation annuels. Dans un système passif simple, ces coûts sont négligeables, voire non. Mais dans la plupart des systèmes utilisant des chauffe-eau classiques et des chauffe-eau solaires, vous aurez des frais de chauffage à prévoir, même s'ils sont bien inférieurs à ceux engendrés par l'utilisation de chauffe-eau classiques seuls.
Vous n'êtes pas obligé de payer le prix fort pour un nouveau système de chauffe-eau solaire. Les crédits d'impôt fédéraux peuvent réduire considérablement les coûts d'installation. Le crédit d'impôt fédéral pour les énergies renouvelables résidentielles (également appelé ITC ou crédit d'impôt à l'investissement) peut offrir un crédit d'impôt de 26 % pour les chauffe-eau solaires. Cependant, certaines conditions doivent être remplies pour y prétendre :
De nombreux États, municipalités et services publics offrent leurs propres incitations et rabais pour l'installation de chauffe-eau solaires. Consultez la base de données DSIRE pour plus d'informations réglementaires.
Les composants pour chauffe-eau solaires sont disponibles dans de nombreuses chaînes nationales, comme Home Depot. Il est également possible d'acheter les appareils directement auprès du fabricant ; Duda Diesel et Sunbank Solar proposent plusieurs excellents modèles résidentiels. Des installateurs locaux peuvent également fournir des chauffe-eau solaires de qualité.
Étant donné le nombre de facteurs qui influencent le choix d'un chauffe-eau solaire, il est conseillé de faire appel à un professionnel pour le choix et l'installation d'un système de chauffage solaire d'eau de grande taille.
Les chauffe-eau solaires sont moins courants qu'auparavant. Cela est dû en grande partie à la baisse spectaculaire du coût des panneaux solaires, ce qui a conduit de nombreuses personnes qui auraient autrement installé des chauffe-eau solaires à renoncer à utiliser l'électricité produite par les panneaux solaires pour chauffer l'eau.
Les chauffe-eau solaires occupent un espace précieux, et pour les propriétaires intéressés par la production de leur propre énergie solaire, il peut être plus judicieux d'optimiser l'espace disponible et de supprimer complètement les chauffe-eau solaires, en achetant plutôt des panneaux solaires.
Cependant, si vous n'avez pas la place pour des panneaux solaires, les chauffe-eau solaires peuvent constituer une excellente solution, car ils sont beaucoup moins encombrants. Ils représentent également une option idéale pour les personnes vivant dans des régions isolées ou comme complément écologique à une installation solaire existante. Les chauffe-eau électriques modernes sont très performants et, alimentés par l'énergie solaire et associés à des chauffe-eau solaires, ils vous permettront de réaliser d'importantes économies et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Pour de nombreux propriétaires, le prix est le facteur déterminant. Un chauffe-eau solaire peut coûter jusqu'à 13 000 $. Pour connaître le coût d'un système solaire complet pour votre maison, vous pouvez obtenir un devis gratuit et sans engagement auprès d'une entreprise solaire de premier plan de votre région en remplissant le formulaire ci-dessous.
L'intérêt d'un chauffe-eau solaire dépend entièrement de votre lieu de résidence, de vos besoins et préférences, et de votre projet d'installer des panneaux solaires. Le déclin des chauffe-eau solaires est largement dû à la prolifération du solaire résidentiel : les personnes qui installent des chauffe-eau solaires souhaitent également produire de l'énergie solaire et choisissent souvent de se débarrasser des chauffe-eau solaires qui occupent une surface précieuse sur le toit.
Si vous disposez de l'espace nécessaire, un chauffe-eau solaire peut réduire votre facture d'eau chaude. Utilisés en complément d'autres sources d'énergie renouvelables, les chauffe-eau solaires restent un excellent choix pour presque toutes les applications.
Un système de chauffe-eau solaire typique coûte environ 9 000 $, les modèles haut de gamme pouvant dépasser les 13 000 $. Les chauffe-eau de petite taille seront beaucoup moins chers, leur prix variant de 1 000 $ à 3 000 $.
Le principal inconvénient des chauffe-eau solaires est leur inefficacité par temps de brouillard, de pluie ou de ciel couvert, ainsi que la nuit. Bien que des chauffages d'appoint traditionnels puissent pallier ce problème, il s'agit d'un inconvénient commun à toutes les technologies solaires. L'entretien peut également entraîner des arrêts. Si les chauffe-eau solaires nécessitent généralement très peu d'entretien, certains requièrent une vidange, un nettoyage et une protection anticorrosion réguliers.
Les chauffe-eau solaires font circuler un liquide à travers des capteurs solaires (le plus souvent des capteurs plans ou tubulaires), chauffent le liquide et l'envoient dans un réservoir ou un échangeur, où le liquide est utilisé pour chauffer l'eau sanitaire.
Christian Yonkers est un écrivain, photographe, cinéaste et amoureux de la nature, fasciné par l'interaction entre l'homme et la planète. Il travaille avec des marques et des organisations dont l'impact social et environnemental est au cœur de leur mission, les aidant à raconter des histoires qui changent le monde.