Chauffe-eau solaire : zoom sur le dimensionnement

Un chauffe-eau solaire individuel (CESI) bien dimensionné couvre au minimum 50% des besoins en eau-chaude sanitaire d’un logement. Ce taux de couverture indicatif varie avec la zone climatique (voir carte ci-dessous), pour atteindre en moyenne 60%.

 

Pourquoi ne pas viser 100% d’économie ? D’une parce qu’il faudrait pour cela agrandir la surface des capteurs. Comme les panneaux supplémentaires rapportent moins d’énergie que les premiers m², leur prix est de plus en plus difficilement compensé par les économies. L’optimum économique revient donc à maximiser la production par panneaux plutôt que le taux de couverture global, afin de limiter le coût global de l’installation.

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La seconde raison vient de la saisonnalité de l’ensoleillement. Le chauffe-eau solaire produit l’intégralité de l’eau chaude en été, tandis qu’il servira davantage à préchauffer l’eau en hiver, l’appoint prenant le relais pour amener l’eau à température requise.

 

Si l’on dimensionnait l’installation pour atteindre 100% au plus froid de l’année, on se retrouverait en été avec une production largement supérieure aux besoins : à moins de ne disposer d’une piscine pour absorber les calories excédentaires, on se retrouvera ennuyé pour les évacuer, car au-delà d’un certain niveau, la surchauffe réduit la durabilité de l’installation et risque même de la mettre en péril. C’est pourquoi on dimensionne généralement les installations en rapport avec le besoin estival, de sorte à éviter toute surchauffe préjudiciable.

135 € / an 

C’est le montant des économies réalisables grâce à l’installation d’un Chauffe-Eau Solaire dans un logement.

Pour dimensionner correctement un chauffe-eau solaire, il convient d’abord de bien évaluer le besoin en eau chaude sanitaire, en fonction de la température de l’eau froide, du nombre d’occupants, de leur profil de puisage et des autres équipements consommateurs (lave-linge et lave-vaisselle). On considère en moyenne un besoin de l’ordre de 50 litres par personne et par jour, à moduler selon les usages du foyer.

 

On considère ensuite le système de production existant. Plusieurs montages sont possibles selon ses caractéristiques. Pour schématiser, on tend à remplacer les ballons plutôt anciens et moins performants par un ballon unique avec appoint intégré (voir schéma suivant). Ce ballon bi-ou triénergie sera alimenté à la fois par la boucle solaire et/ou le générateur hydraulique ou électrique. A l’inverse, on tend à conserver en l’état les ballons récents pour installer un ballon solaire « sans appoint » en amont du système existant. Le ballon solaire assurera l’intégralité des besoins en été, tandis que le ballon électrique ou la chaudière existants le complémenteront en hiver.

 

Reste à dimensionner les capteurs, de manière à atteindre une couverture optimale des besoins tout en limitant la surchauffe d’été. L’orientation des panneaux détermine le niveau de production des panneaux : par rapport au maximum atteint plein sud, la réduction atteint 20 à 30% pour une orientation plein est ou ouest. L’inclinaison par rapport à l’horizontale influera pour sa part sur le rapport été/hiver. La plage optimale est assez large, de 30 à 60°, sachant que les inclinaisons plus élevées (de 60° à la verticale) favoriseront le taux de couverture hivernal et réduiront la surchauffe estivale. Le type de capteurs est également à prendre en compte pour optimiser l’installation en fonction de l’orientation possible et des données climatiques.

Le tableau de synthèse suivant fournit des indications utiles pour le dimensionnement d’une installation solaire, avec des ordres de grandeur pour le ballon et la surface des panneaux, et ce pour une consommation quotidienne de 50 litres par personnes et un taux de couverture de 50 à 70%.

 

Nombre d'occupants	1 à 2	3 à 4	5 à 6
Consommation en litres/jour	100 à 150	100 à 250	250 à 350
Volume du ballon solaire
- sans appoint intégré	100 à 150	100 à 250	250 à 350
- avec appoint hydraulique ou électrique	100 à 250	250 à 400	400 à 550
Surface de capteurs
Zone climatique 1	2 à 3	3 à 5,5	4 à 7
Zone climatique 2	2 à 3	2,5 à 4,5	3,5 à 6,5
Zone climatique 3	2 à 2,5	2 à 4	3,5 à 7
Zone climatique 4	2 à 2,5	2 à 3,5	3,5 à 6

 

Il convient de dimensionner un système solaire avec précision pour optimiser la performance de l’installation, assurer son bon fonctionnement et réduire tout risque d’usure prématurée en cas de surchauffe estivale. Différents outils en ligne permettent de modéliser assez précisément un chauffe-eau solaire, mais rien ne vaut le savoir-faire d’un installateur expérimenté. Considérez en particulier la certification Qualisol, gage de qualité du professionnel. Il est bien sûr recommandé de faire établir plusieurs devis de manière à comparer les performances et prix des solutions proposées, mais n’hésitez pas à demander les détails utiles sur les hypothèses de dimensionnement, ils sont déterminants pour la performance future et la durabilité de votre installation.