Un capteur solaire thermique permet de transformer l’énergie solaire en chaleur. Il existe trois grands types de capteurs solaires thermiques : les capteurs sous vide, les capteurs plans, les capteurs souples « moquette ». Chaque type de capteurs a des caractéristiques différentes. En fonction de l’utilisation que l’on veut en faire, on choisira l’une ou l’autre de ces technologies. On fait le point !
Capteur thermique : le capteur souple ou capteur « moquette »
Le capteur moquette est le plus simple et le moins cher au m² des capteurs solaires.
Description
Ce capteur thermique est simplement composé d’un réseau de tubes noirs accolés les uns aux autres. Ces tubes sont le plus souvent constitués d’un caoutchouc souple très résistant : l’Éthylène Propylène Diène Monomère (EPDM). Il résiste notamment aux UV et au gel.
Utilisation
Du fait de l’absence de vitrage, la performance de ce capteur est très sensible à la température extérieure.
Ainsi, il va avoir un bon rendement pour chauffer une piscine l’été, car la température de l’eau souhaitée dans la piscine est proche de la température de l’air ambiant. Le dimensionnement usuel se situe entre 1/3 et 2/3 de la surface du bassin.
Avantages, inconvénients et prix
Ses principaux avantages sont :
- sa facilité de mise en œuvre : on peut ainsi l’installer soi-même ;
- son coût, qui est d’environ 100 €/m².
On trouve facilement des capteurs moquettes chez les fournisseurs de piscines ou chez certains magasins de bricolage.
Capteur thermique : le capteur plan vitré
Ce capteur thermique est le plus courant et le plus polyvalent.
Description
Un capteur plan est une sorte de boîte plate, avec un vitrage en verre trempé en guise de couvercle, et avec à l’intérieur (du bas vers le haut) :
- un isolant thermique résistant aux fortes températures, en général de la laine de roche ;
- une plaque métallique noire qui va absorber l’énergie solaire : elle dispose d’un revêtement sélectif, qui permet de minimiser la réflexion du rayonnement solaire ;
- des tubes en cuivre, en contact avec la plaque, dans lesquels va circuler un liquide qui récupérera l’énergie accumulée par la plaque absorbante.
Utilisation
Les capteurs plans vitrés peuvent être utilisés pour de nombreux usages :
- l’eau chaude sanitaire : compter 1 m² de capteur par personne + 1 m² pour couvrir 50 à 70 % de besoins d’eau chaude sanitaire (pour une famille de 4 personnes, il faut environ 5 m² de capteurs) ;
- l’eau chaude et le chauffage : compter environ 10 % de la surface à chauffer pour couvrir 30 à 60 % de besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire (l’idéal étant alors d’avoir un plancher chauffant basse température) ;
- l’eau chaude, le chauffage de la maison et de la piscine : des systèmes solaires complets permettent ainsi une utilisation annuelle optimisée de l’énergie solaire.
Avantages, inconvénients et prix
Les capteurs plans vitrés sont les capteurs qui ont le meilleur rendement pour un usage annuel et pour la production d’eau chaude et/ou le chauffage. L’installation doit être réalisée par un professionnel qualifié. Le prix d’1 mètre carré de capteur est d’environ 400 €.
Capteur thermique : le capteur sous vide
Description
Ce capteur thermique est composé d’une série de tubes transparents en verre de 5 à 15 cm de diamètre. Dans chaque tube il y a :
- une mince plaque métallique noire (ailette), qui va absorber l’énergie solaire : elle dispose d’un revêtement sélectif, qui permet de minimiser la réflexion du rayonnement solaire ;
- un vide d’air : pour éviter les pertes de chaleur, l’air a été aspiré à l’intérieur de chaque tube (la pression y est inférieure à 0,001 Pa).
Utilisation
Leur utilisation pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire est tout à fait possible. Cependant, les performances d’un chauffe-eau solaire équipé de capteurs sous vide ne sont pas tellement meilleures qu’avec des capteurs plans vitrés dans le cas où l’on produit de l’eau à 50°C.
Le choix du capteur sous vide est donc intéressant pour des plages de température où les capteurs plans vitrés ont des rendements qui chutent : à la fois une température utile supérieure à 50°C et une température extérieure inférieure à 5°C.
Avantages, inconvénients et prix
Les tubes doivent être totalement hermétiques : tout tube non hermétique doit être changé pour préserver la performance de l’ensemble du capteur.
Le coût de ces capteurs est souvent supérieur à 700 €/m².
Pour en savoir plus :
- L’installation de panneaux solaires thermiques est l’un des systèmes d’économie d’énergie les plus appréciés des Français ;
- Un vitrage qui isole tout en produisant de l’énergie : le vitrage solaire, qui alimente votre chauffage en eau chaude ;
- Zoom sur le fonctionnement des capteurs solaires sous vide.