La technologie solaire thermique convertit l’énergie du soleil en chaleur.
En quelques mots
En une heure, le soleil fournit à la Terre une quantité d’énergie supérieure à celle que le monde entier consomme en moyenne pendant une année.
Deux technologies différentes permettent de transformer l’énergie solaire en énergie utile :
- Les systèmes photovoltaïques captent le rayonnement lumineux pour produire de l’électricité.
> Consulter l’ABC du photovoltaïque - Les capteurs solaires thermiques transforment la lumière du soleil en chaleur.
L’application la plus fréquente est le chauffe-eau solaire pour produire l’eau chaude sanitaire d’un bâtiment (logement, entreprise, …). Cette technologie permet également de chauffer l’eau d’une piscine.
Les ménages qui souhaitent s’équiper doivent cependant évaluer la rentabilité d’un tel investissement par rapport à d’autres technologies (chaudière au gaz, PVheater, …).
Définition de la technologie
La technologie solaire thermique permet un usage direct de la chaleur du soleil pour chauffer de l’eau chaude sanitaire (91% des usages en Europe) ou bien pour le chauffage domestique et industriel. Il existe aussi des usages indirects comme la production de froid mais ces utilisations ne sont pas appliquées en Belgique.
Comment ça marche ?
Le panneau utilise des capteurs thermiques qui absorbent les photons de la lumière et les convertit en chaleur utilisable. Cette chaleur est transmise à un fluide caloporteur liquide ou gazeux qui circule à travers le capteur et restitue efficacement de la chaleur ou du froid.
Dette énergétique
La dette énergétique d’un objet représente l’énergie qu’il a fallu consommer pour le fabriquer.
Dans le cas des systèmes renouvelables, cette dette intègre toutes les étapes : construction, assemblage, transport vers le site de production, recyclage des déchets en fin de vie, …
Mais contrairement aux énergies fossiles et nucléaires – qui consomment des combustibles toute leur vie -, les énergies renouvelables ont la capacité de rembourser cette dette énergétique. En effet, les systèmes renouvelables vont d’abord produire l’énergie qu’il a fallu consommer pour les fabriquer et les rendre opérationnels. Ils produiront ensuite une énergie 100% propre durant toute leur vie.
Un système solaire thermique rembourse sa dette énergétique en 1 ou 2 ans d’utilisation suivant la localisation géographique et le type de système de panneau utilisé (vitré ou sous vide).
Durée de vie
Les professionnels considèrent que les panneaux solaires thermiques peuvent fonctionner de manière optimale durant 25 ans.
Production
Les rendements des panneaux sont conditionnés par :
- la différence de température entre la source froide (au niveau des capteurs) et l’eau chaude que l’on souhaite obtenir (robinets, douche, …).
- le type de capteurs utilisé (capteurs plans vitrés ou non, tubes sous vides).
La meilleure technologie (tubes sous vide) offre un rendement de 70%, même avec un écart de température de 60° (T° capteur 0°, T° ballon 60°).
Pour une maison unifamiliale, un système correctement conçu devrait couvrir 60% de la consommation annuelle d’eau chaude (mais avec une grande variation saisonnière : souvent 100% en été, mais plus faible en hiver).
Nombre d’exploitations en Belgique
Plus de 44 millions de m² de panneaux solaires sont déjà installés en Europe – principalement dans les pays…. du Nord !
En Belgique, la surface totale de panneaux solaires thermiques atteignait 751 000 m² en 2017 (derniers chiffres disponibles), principalement en Flandre.
Economie d’émissions de CO2
En Belgique, un système solaire thermique (4 m2) permet d’économiser 320 kg de CO2 par an soit l’équivalent de 1684 km parcourus en voiture comparé à une chaudière au gaz naturel classique. Pour une chaudière au mazout, le système solaire permet d’économiser 420 kg de CO2 par an soit l’équivalent de 2 210km en voiture !
Recyclage
Le taux de recyclage est très élevé et approche 90%. La très grande majorité des panneaux solaires thermiques sont principalement composés de verre, d’aluminium, de plastiques et de cuivre, des matériaux recyclables à 100%. Contrairement au photovoltaïque, le solaire thermique comporte peu d’éléments composites, plus difficile à recycler.
Les matériaux recyclés serviront à produire de nouveaux panneaux ou fourniront des matières premières à l’industrie (métaux).
Intermittence
La production solaire thermique varie selon la présence – ou non – de rayonnement lumineux (soleil, nuages, nuit).
Sous le climat belge, la variation saisonnière est importante : production élevée en été, faible en hiver.
« Terres rares »
Les panneaux solaires thermiques ne comportent pas de « terres rares » (métaux dont l’extraction et le raffinage sont polluants).
Sécurité et maintenance
Les installations solaires thermiques nécessitent une maintenance limitée : 1 fois tous les 3 à 4 ans.
Coût d’installation
Une installation solaire thermique standard de 4 m2 coûte entre 4.300€ et 5.300€.
Cependant, il faut garder à l’esprit qu’un appoint sera toujours nécessaire pour produire l’eau chaude lors des journées peu ensoleillées, notamment en hiver.
Si cet appoint est couvert par du mazout ou du gaz, l’économie sera sans doute peu intéressante car les prix de ces combustibles sont compétitifs.
Par contre, si l’installation solaire vient réduire l’usage d’un boiler électrique, l’économie sera très intéressante car le prix de l’électricité est élevé.
Néanmoins, cet appoint peut aussi être produit par à une énergie renouvelable grâce à un PVheater (eau chauffée par l’électricité solaire) ou une chaudière au bois ou à pellets.
Aide et primes
La Wallonie et la Région bruxelloise octroient une prime pour l’acquisition d’un chauffe-eau solaire.
Impacts environnemental et social
Les installations solaires thermiques s’intègrent facilement sur les toits de bâtiments (maisons, immeubles, entreprises, écoles, …) ou au sol à proximité d’une piscine par exemple.