Système solaire combiné : Schéma et Fonctionnement

Dans un contexte où la transition énergétique devient une priorité, les systèmes solaires combinés représentent une solution innovante et efficace pour réduire notre dépendance aux énergies fossiles. Alliant production d’eau chaude sanitaire et chauffage, ces installations offrent une approche globale pour répondre aux besoins énergétiques des habitations. Grâce à leur capacité à capter l’énergie solaire et à la convertir en chaleur utilisable, ces systèmes s’imposent comme une alternative écologique et économique pour les foyers soucieux de leur impact environnemental. Découvrons ensemble le fonctionnement, les avantages et les applications concrètes de cette technologie prometteuse.

Introduction au système solaire combiné

Un système solaire combiné (SSC) est une installation qui utilise l’énergie solaire pour assurer simultanément deux fonctions essentielles dans un logement : la production d’eau chaude sanitaire et le chauffage des espaces de vie. Contrairement aux panneaux photovoltaïques qui transforment le rayonnement solaire en électricité, le système solaire combiné convertit cette énergie en chaleur – on parle alors de solaire thermique.

Cette technologie s’inscrit parfaitement dans la démarche de développement des énergies renouvelables promue par l’ADEME et les instances européennes. Elle permet de réduire significativement la consommation d’énergies conventionnelles tout en diminuant l’empreinte carbone des habitations.

Fonctionnement du système solaire combiné

Le fonctionnement d’un système solaire combiné repose sur un principe relativement simple, mais ingénieux. Il capte l’énergie solaire via des capteurs thermiques installés généralement sur la toiture, puis la transfère vers un fluide caloporteur qui circule dans un circuit fermé.

Circuit primaire et secondaire

Le système est constitué de deux circuits principaux :

• Le circuit primaire, qui relie les capteurs solaires au ballon de stockage via le fluide caloporteur (généralement un mélange d’eau et d’antigel)
• Le circuit secondaire, qui distribue l’eau chaude vers le système de chauffage et les points de puisage d’eau chaude sanitaire

Régulation intelligente

Un système de régulation assure l’optimisation de la distribution de la chaleur selon les besoins. En période de fort ensoleillement, l’énergie captée peut dépasser les besoins immédiats et est alors stockée dans le ballon tampon. En revanche, lorsque l’ensoleillement est insuffisant, un système d’appoint (chaudière gaz, pompe à chaleur, résistance électrique) prend le relais pour garantir le confort thermique.

Vous pouvez consulter les avis des utilisateurs pour mieux comprendre les performances réelles de ces systèmes en conditions d’utilisation quotidienne.

Composants clés d’un système solaire combiné

Pour fonctionner efficacement, un système solaire combiné s’appuie sur plusieurs composants essentiels qui forment un ensemble cohérent et optimisé.

Les capteurs solaires thermiques

Il existe principalement deux types de capteurs utilisés dans les SSC :

Le ballon de stockage

Véritable cœur du système, le ballon de stockage (ou ballon tampon) permet d’accumuler la chaleur produite par les capteurs solaires. Sa capacité varie généralement entre 500 et 2000 litres selon les besoins du logement. Il est souvent équipé d’un ou plusieurs échangeurs thermiques qui permettent de transférer la chaleur du circuit primaire vers l’eau sanitaire et le circuit de chauffage.

Le système d’appoint

Pour garantir un niveau de confort constant, même pendant les périodes peu ensoleillées, le SSC est complété par un système d’appoint. Celui-ci peut prendre différentes formes :

• Chaudière à condensation (gaz ou fioul)
• Pompe à chaleur
• Résistance électrique
• Poêle ou chaudière à bois

Le circulateur et la régulation

Le circulateur assure la circulation du fluide caloporteur dans le circuit primaire. Quant au système de régulation, il pilote l’ensemble de l’installation en fonction de plusieurs paramètres : température des capteurs, du ballon, besoins en chauffage, etc.

Schéma de fonctionnement du système solaire combiné

Pour mieux comprendre le fonctionnement d’un système solaire combiné, rien ne vaut un schéma détaillé présentant l’ensemble des composants et leurs interactions. Voici comment s’organisent les différents éléments dans une installation type :

Avantages des systèmes solaires combinés

Les systèmes solaires combinés présentent de nombreux atouts qui expliquent leur popularité croissante dans le domaine des énergies renouvelables domestiques.

Économies d’énergie substantielles

L’un des principaux avantages réside dans les économies réalisées sur la facture énergétique. Un SSC correctement dimensionné et installé peut couvrir :

• 60 à 70% des besoins en eau chaude sanitaire sur l’année
• 20 à 60% des besoins en chauffage, selon la localisation géographique et la qualité de l’isolation du bâtiment

Réduction de l’empreinte carbone

En utilisant l’énergie solaire, ressource renouvelable et non polluante, les SSC permettent de réduire significativement les émissions de CO₂ liées au chauffage et à la production d’eau chaude sanitaire, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.

Valorisation du bien immobilier

L’installation d’un système solaire combiné augmente la valeur du bien immobilier et améliore son Diagnostic de Performance Énergétique (DPE), critère de plus en plus important lors des transactions immobilières.

Indépendance énergétique accrue

Avec un SSC, les propriétaires réduisent leur dépendance vis-à-vis des fournisseurs d’énergie traditionnels et des fluctuations des prix de l’énergie, particulièrement volatils ces dernières années.

Inconvénients des systèmes solaires combinés

Malgré leurs nombreux avantages, les systèmes solaires combinés présentent quelques inconvénients qu’il convient de prendre en compte avant de se lancer dans un tel investissement.

Investissement initial conséquent

Le coût d’installation d’un système solaire combiné est relativement élevé, généralement entre 10 000 et 20 000 euros selon la taille du système et la complexité de l’installation. Bien que des aides financières existent (crédit d’impôt, TVA réduite, primes locales), le retour sur investissement peut prendre plusieurs années.

Dépendance aux conditions météorologiques

La performance d’un SSC est directement liée à l’ensoleillement. Dans les régions peu ensoleillées ou pendant les périodes hivernales, lorsque les besoins en chauffage sont les plus importants, le rendement du système peut être limité, nécessitant un recours plus fréquent au système d’appoint.

Complexité technique

Les systèmes solaires combinés sont plus complexes que les installations solaires dédiées uniquement à la production d’eau chaude sanitaire. Cette complexité peut entraîner :

• Des difficultés de dimensionnement
• Des risques de dysfonctionnement accrus
• Des besoins de maintenance plus importants

Applications dans le quotidien

Les systèmes solaires combinés trouvent leur place dans différents types d’habitations et s’adaptent aux divers besoins des occupants.

Maisons individuelles

C’est dans les maisons individuelles que les SSC sont le plus couramment installés. Ils s’intègrent particulièrement bien dans :

• Les constructions neuves, où ils peuvent être intégrés dès la conception
• Les rénovations énergétiques, où ils peuvent remplacer ou compléter un système de chauffage existant

Pour en savoir plus sur l’intégration des SSC dans votre projet de rénovation, consultez notre guide dédié à la rénovation solaire.

Petits collectifs et bâtiments tertiaires

Les SSC peuvent également équiper des petits immeubles collectifs ou des bâtiments tertiaires comme des hôtels, pensions de famille ou petits établissements de santé, où les besoins en eau chaude sont importants et réguliers.

Comparaison avec d’autres systèmes énergétiques

Pour mieux comprendre la place des systèmes solaires combinés dans le paysage des solutions énergétiques, il est utile de les comparer à d’autres technologies.

Complémentarité avec d’autres énergies renouvelables

Les systèmes solaires combinés peuvent s’intégrer dans une approche multi-énergies, en association avec :

• Des panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité
• Une pompe à chaleur comme système d’appoint
• Un poêle à bois pour les périodes très froides

Réglementations et normes d’installation

L’installation d’un système solaire combiné est encadrée par plusieurs réglementations et normes qui garantissent sa qualité et sa sécurité.

Qualification des installateurs

Pour bénéficier des aides financières, il est impératif de faire appel à un professionnel détenteur de la qualification QualiSol ou équivalent (RGE – Reconnu Garant de l’Environnement). Cette certification atteste des compétences de l’installateur dans le domaine du solaire thermique.

Normes techniques

Les principaux composants du système doivent répondre à des normes spécifiques :

• Capteurs solaires : certification CSTBat ou Solar Keymark
• Ballon de stockage : norme NF EN 12897 pour les ballons de stockage d’eau chaude
• Système dans son ensemble : norme NF EN 12976 ou NF EN 12977

Démarches administratives

Selon l’ampleur des travaux et la visibilité des capteurs, différentes démarches peuvent être nécessaires :

• Déclaration préalable de travaux pour les capteurs modifiant l’aspect extérieur du bâtiment
• Permis de construire dans certains cas spécifiques (bâtiments classés, zones protégées)
• Consultation du règlement d’urbanisme local (PLU, règlement de copropriété)

Études de cas et exemples de mise en œuvre

Les exemples concrets d’installations de systèmes solaires combinés permettent de mieux appréhender leur efficacité réelle et les bénéfices qu’ils peuvent apporter.

Maison individuelle en région Rhône-Alpes

Une famille de 4 personnes habitant une maison de 120 m² a installé un système solaire combiné comprenant 10 m² de capteurs plans orientés plein sud. Après deux ans d’utilisation, le bilan est positif :

• Couverture de 65% des besoins en eau chaude sanitaire sur l’année
• Couverture de 40% des besoins en chauffage
• Économie annuelle de 900 € sur la facture énergétique
• Réduction des émissions de CO₂ estimée à 2 tonnes par an

Rénovation d’une ancienne ferme en Bretagne

Dans le cadre de la rénovation complète d’une ancienne ferme de 180 m², les propriétaires ont opté pour un système solaire combiné avec 12 m² de capteurs à tubes sous vide, couplé à une chaudière à granulés de bois comme appoint. Cette solution a permis :

• D’atteindre une autonomie énergétique presque complète pour l’eau chaude d’avril à octobre
• De réduire de 50% la consommation de granulés par rapport à une solution tout-bois
• D’améliorer le confort thermique grâce au plancher chauffant alimenté par le système

Conclusion

Le système solaire combiné représente une solution énergétique d’avenir, combinant les avantages écologiques de l’énergie solaire avec une réponse concrète aux besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire des habitations. Bien que nécessitant un investissement initial conséquent, ces systèmes offrent sur le long terme des économies substantielles et une réduction significative de l’empreinte carbone.

Comme nous l’avons vu à travers les différents schémas et exemples, l’efficacité d’un SSC dépend de nombreux facteurs : qualité des composants, dimensionnement adapté aux besoins, orientation optimale des capteurs et intégration harmonieuse avec les systèmes d’appoint. C’est pourquoi il est essentiel de faire appel à des professionnels qualifiés pour la conception et l’installation de ces systèmes.

À l’heure où la transition énergétique s’impose comme une nécessité, les systèmes solaires combinés constituent une option technologique mature et performante, capable de contribuer significativement à la réduction de notre dépendance aux énergies fossiles tout en améliorant le confort thermique des occupants.