Chauffe-eau solaire

Un chauffe-eau solaire est un système de captation de l'énergie solaire conçu pour apporter de l'eau chaude pour différents usages : sanitaire, appoint chauffage, piscine,.



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Un chauffe-eau solaire à réservoir d'eau chaude intégré.

Un chauffe-eau solaire est un système de captation de l'énergie solaire conçu pour apporter de l'eau chaude pour différents usages : sanitaire, appoint chauffage, piscine, ...

Un panneau thermique autoconstruction monté en façade

Ce type de chauffage permet généralement de compléter les types de chauffage de l'eau exploitant d'autres sources énergétiques (électricité, énergies fossiles, biomasse, ... ) dans certaines conditions il permet de les remplacer complètement. L'énergie solaire étant idéalement renouvelable, ce remplacement sert à limiter efficacement les émissions de gaz à effet de serre ou la production de déchets nucléaires, raison pour laquelle l'installation de tels systèmes est fortement encouragée par de nombreux états et collectivités via la fiscalité, des primes et/ou une obligation d'installation sur les nouvelles constructions.

Part solaire

En Europe occidentale, un chauffe-eau solaire sert à réaliser à peu près deux tiers (66 %) d'économie sur les besoins en eau chaude, qu'il s'agisse de maisons individuelles (chauffe-eau solaire individuel (CESI) ) ou de structures collectives (chauffe-eau solaire collectif (CSC) ). Cela correspond au taux de couverture solaire, c'est-à-dire le rapport entre l'énergie apportée par la partie solaire d'une installation et la consommation totale de l'installation[1].

Retour sur investissement

Le temps de retour sur investissement dépend du rendement de l'installation (quantité d'énergie qu'il permet d'économiser) et du coût de l'investissement. En l'absence de primes et autres avantages il faut quelquefois compter une vingtaine d'année[réf.  souhaitée], cette durée variant énormément suivant la zone géographique et l'ensoleillement. Mais si on tient compte du régime fiscal et des primes que cette installation permet d'obtenir dans certains états ou régions ce retour sur investissement peut être énormément réduit.

Technologie des panneaux solaires thermiques

Icône de détail Article détaillé : Capteur solaire thermique.

Il existe trois types de panneaux solaires thermiques :

Constitution

Un chauffe-eau solaire est constitué de plusieurs organes :

Trois types d'installations


Quand les capteurs sont exposés au soleil, il s'établit une circulation naturelle : le fluide caloporteur chaud monte vers le réservoir de stockage, cède ses calories avant de revenir dans le bas du capteur. La circulation se poursuit tant que l'eau contenue dans le capteur est plus chaude que l'eau dans le ballon.

Certains petits modèles commerciaux exploitent le dispositif du thermosiphon : de type "monobloc" ou "compact", ils intègrent capteurs et ballon sur la même structure.

Avantages : prix, simplicité, facilité de raccordement.

Inconvénients : Dans le dispositif monobloc, le ballon étant localisé à l'extérieur comme les capteurs, subit plus de déperditions (risque de gel). Qui plus est la totalité étant assez encombrant il est complexe de l'intégrer à l'habitat (critères esthétiques).

Pour ces raisons, ce dispositif est particulièrement répandu dans les zones au climat chaud (Caraïbes, bassin méditerranéen, etc. ), et sur toiture horizontale de type terrasse, ou en pose au sol.


Selon la disposition du bâtiment, il est envisageable de se prémunir des problèmes de gel (et d'esthétique) en montant le ballon à l'intérieur dans les combles (encore plus haut que les capteurs pour une circulation par thermosiphon), avec les capteurs en bas de toiture ou sur un mur au sud.


Le grand avantage du thermosiphon est sa fiabilité, sa simplicité technique : pas de pompe, pas de clapet anti-retour, pas de sondes thermiques, ni de régulateur électronique. Le dispositif fonctionne sans électricité, sans aucun autre apport d'énergie que l'énergie solaire (le "moteur" de la circulation du fluide caloporteur étant la différence de température entre le capteur et le ballon).

Par contre, sa réalisation "in situ" réclame du soin : hormis la contrainte des positions relatives des capteurs et du ballon, les diamètres de tuyau du circuit primaire doivent être légèrement plus importants pour limiter au maximum les pertes de charge, doivent aussi ne pas être à contre-pente.


Comparé au dispositif à thermosiphon, le débit plus élevé du fluide caloporteur assure des températures plus basses dans tout le circuit primaire réduisant ainsi les pertes thermiques, perfectionnant ainsi le rendement.

Cette configuration offre plus de possibilités lorsque à l'emplacement du ballon, celui ci ne devant plus être obligatoirement positionné au dessus des capteurs, ce qui sert à s'adapter plus aisément aux contraintes du bâtiment. Le ballon est alors le plus fréquemment posé à l'emplacement du chauffe-eau électrique ou à côté de la chaudière existante pour favoriser l'appoint.

Dispositif d'appoint au chauffage

Le dispositif de chauffage d'appoint est indispensable pour pouvoir disposer d'eau chaude même pendant les périodes de faible ensoleillement. Il est envisageable de s'en passer, mais cela conduit à une installation plus importante, essentiellement d'un reservoir bien plus gros, puisque il doit être capable d'apporter de l'eau chaude durant des périodes grises. Un dispositif de chauffage d'appoint, de type chaudière à gaz ou électrique, est une solution intéressante d'un point de vue économique.

Il existe alors trois possibilités pour placer ce chauffage d'appoint :

Positionnement et orientation du chauffe-eau solaire

Un chauffe-eau solaire est un dispositif technique sensible. Outre les raccordements techniques, la configuration et la mise en œuvre, l'exposition des panneaux doit être bien étudiée pour maximiser le rendement. L'orientation doit maximiser l'exposition au soleil. être vers le Sud (dans l'hémisphère Nord et vice versa), au moins entre sud ouest et sud est . L'inclinaison est aussi importante au rendement. Quoique soumis aux contraintes du bâtiment (comme une intégration sur toiture), un placement en façade est optimal techniquement[réf.  souhaitée]. Il permet l'optimisation de l'inclinaison pour l'hiver et d'éviter ainsi la surchauffe en été. Il faut aussi veiller à minimiser le masquage par des ombres d'objets voisins (bâtiments, arbres, collines). Chaque installation devra être étudiée au cas par cas selon les contraintes locales.

Règles et normes en France

Règles à respecter pour l'implantation de panneaux de chauffe-eau solaire :

  • Exposition vers le sud, au moins sud ouest à sud est .
  • Éviter les masquages d'ombres.
  • Inclinaisons 30 degrés à x degrés correspondant à la latitude du lieu d'installation.
  • Pour des raisons de droit de l'urbanisme, être localisé hors périmètre des bâtiments de France, hors Plan de Sauvegarde et de Mise en Valeur (PSMV), hors Site Classé, hors Zone Verte, hors Zone Classée Patrimoine Mondial ou autre Secteur sauvegardé. Mais la jurisprudence du droit administratif évolue en faveur d'une meilleure intégration des énergies écologiques et renouvelables.
  • Également, pour raisons liées au droit de l'urbanisme, il faut déposer une Déclaration de Travaux au service du cadastre de la mairie de la commune où est localisée l'habitation. Si l'administration ne délivre aucune réponse sous 1 mois, la déclaration est connue comme acceptée tacitement.
  • Pour des raisons liées au droit fiscal, cette fois-ci, faire attention de choisir un matériel homologué par l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) pour pouvoir bénéficier du crédit d'impôt (50 % du prix du matériel hors taxe à l'exception des autres aides existantes) et de faire poser le matériel par un installateur agréé «qualisol » (charte professionnelle à cet égard) pour pouvoir bénéficier des autres abattements et subventions existants aux échelles régionales, départementales et locales.

Subventions et avantages fiscaux en France

Le matériel doit être homologué par l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maitrise de l'énergie) pour pouvoir bénéficier du crédit d'impôt (50 % du prix du matériel hors taxe à l'exception des autres aides existantes) et de faire poser le matériel par un installateur agréé «qualisol» (charte professionnelle à cet égard) pour pouvoir bénéficier des autres abattements et subventions existants à l'échelle régionale, départementale et locale[2].

Les avantages fiscaux accordés par l'État en matière d'installation solaire sont nombreux :

  • Les habitations de plus de deux ans bénéficient d'un régime de TVA à 5, 5 % et ce sont les occupants du logement qui ont droit aux subventions et au crédit d'impôt même si ceux-ci sont simples locataires.
  • Concernant les chauffe-eau solaires collectifs, les avantages financiers délivrés par les pouvoirs publics proviennent le plus souvent des Régions et de l'ADEME et s'élèvent en moyenne à hauteur de 65 % du prix de l'installation.

Cependant la naissance de ces subventions ont entraîné quelques problèmes :

  • Il faut avancer l'argent car celles-ci ne sont le plus souvent versées qu'après la fin des travaux et le payement ce qui peut poser bien bien entendu des problèmes de trésorerie.
  • Certains installateurs et fabricants de matériel en ont profité pour augmenter leur prix.
  • Pour bénéficier de ces subventions sur le matériel il faut obligatoirement passer par un installateur agrée "qualisol", ceci en principe pour que les subventions bénéficient à des installations de qualité, cependant la formation "qualisol" est de courte durée et aucune vérification postinstallation n'est effectuée par un organisme de contrôle, ce qui entraîne quelquefois des installations de mauvaise qualité comme par exemple des erreurs de dimensionnement entraînant l'utilisation d'un ballon sur-dimensionné comparé a la surface de capteur (et dont l'appoint doit tourner), des erreurs de positionnement (installation plein est ou ouest ) ou encore (très courant) de mauvaises inclinaison, en effet les capteurs étant le plus souvent monté en toiture, c'est l'inclinaison de celle ci qui est utilisée, (en fonction de la latitude : 40 à 50° pour un chauffe eau produisant toute l'année, 60 à 70° pour un chauffe solaire devant produire en hiver et inter-saison) ). La Suisse a misé sur une autre façon d'attribuer l'aide publique, en effet les installations sont certifiées après fabrication et après de courtes formations. Les particuliers peuvent ainsi le faire eux même et bénéficier tout de même des aides si leurs installations passent la certification.

La difficultés des démarches administratives, l'obligation de passer par un artisan pas forcément particulièrement bien qualifié malgré la formation, et les prix pratiqués ont conduit certaines personnes à le faire eux mêmes en se passant des aides d'états. Le bilan économique est quelquefois intéressant en offrant en plus la possibilité d'être plus modulaire et d'étaler la construction et par conséquent le financement sur plusieurs années (par exemple en augmentant progressivement la surface des coûteux capteurs jusqu'à la surface prévue au départ). Pour favoriser ceci une entraide importante a lieux chez les "autoconstructeur" et des associations d'entraide se sont crées comme par exemple l'APPER qui organise des commandes groupées de matériel donnant la possibilité une diminution importante des coût du matériel.

Pour les installations collectives de plus de 50 m², l'ADEME impose un suivi des installations solaires par un organisme indépendant afin d'assurer une garantie de résultats solaires (GRS).

Calcul du crédit d'impôt pour une installation de chauffe-eau solaire individuel (en France)  :

En France, il existe une aide financière de l'État pour l'installation d'un dispositif de production d'énergie renouvelable tel que le chauffe-eau solaire. Cette aide est délivrée sous la forme d'un crédit d'impôt.

Pour les équipements de production d'énergies renouvelables dont la finalité est la production de chaleur tels que le chauffe-eau solaire, le taux de crédit d'impôt est passé de 40 % à 50 % au 1er janvier 2006. Pour déterminer le crédit d'impôt concernant une installation de chauffe-eau solaire individuel, il faut faire un calcul en 5 phases[3].

Calculer la valeur TTC

comparé à la TVA de la fourniture du matériel hors pose en tenant compte du régime qui s'y applique. Exemple, pour une maison de plus de 2 ans (TVA à 5, 5 %)  : 5000 € (par exemple) X 1, 055 = 5275 €

5000 X 1,055 = 5275 

Ou pour une maison de moins de 2 ans (TVA à 19, 6 %)  : 5000 € (par exemple) X 1, 196 = 5980 €

5000 X 1,196 = 5980 

Calculer un ratio

en divisant le prix de fourniture du matériel hors pose TTC par le prix de l'installation pose comprise TTC. Exemple (sur l'exemple en TVA 5, 5 %)  :

5275 : 6075 = 0,87

(on note 3 chiffres après la virgule, c'est-à-dire 0, 868)

Calculer l'élément de base du crédit d'impôt

En multipliant le ratio par les autres aides existantes à l'échelle régionale, départementale et locale (celles-ci sont cumulatives et préalablement déduites du prix du matériel hors pose HT). Suite de l'exemple précédent (en admettant une prime du Conseil Régional de 700 € et une prime du Conseil Général de 500 € comme ce peut être le cas pour un administré de la région PACA habitant le département du Var : 0, 868 (ratio) X (700 + 500) = 1041, 6 €, soit 0, 868 X (700 + 500) = 1041, 6

Calculer la base du Crédit d'impôt

prendre le prix de la fourniture du matériel hors pose TTC et en soustraire l'élément de base du crédit d'impôt ; reprise de l'exemple :

5275 € - 1041,6 € = 4233,4 € 

Enfin, calculer le crédit d'impôt final de 50 % sur sa base déterminée
4233,4 X 50 % = 2116,7 €

Si les aides territoriales sont le plus souvent d'application immédiates concernant une installation solaire pour eau chaude sanitaire, le crédit d'impôt s'applique pour la déclaration sur le revenu de l'année suivante.

Il est aussi applicable pour les contribuables qui ne sont pas imposables, dans ce cas ils perçoivent un chèque correspondant à son montant directement à leurs domiciles.

Références

  1. Rendement comparés de différent capteurs.
  2. Fiche sur le site de l'Ademe
  3. Calcul sur le site officiel

Voir aussi

Lien externe

Recherche sur Amazone (livres) :



Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Chauffe-eau_solaire.
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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 17/05/2009.
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