Surdimensionner l’installation solaire thermique : est-ce une bonne idée ?

Surdimensionner l’installation solaire thermique pour couvrir 100% des besoins pour un logement, est-ce vraiment une bonne idée ?
Le surdimensionnement, nous l’avions évoqué dans un précédent article dans le cadre d’une installation photovoltaïque. Dans le cas d’une production supérieure à la consommation que se passe-t-il dans les 2 cas :

  • Installation photovoltaïque :
    – soit on stocke l’énergie dans des batteries ou dans un ballon ECS, d’eau chaude sanitaire, (voir article sur le sujet ici)
    – soit on le revend à EDF
    – soit on auto-consomme
  • Installation solaire thermique  :
    – l’eau chauffée par le soleil ne peut être stockée que dans la limite de la taille du ballon ECS solaire
    – il est possible aussi de le raccorder à une piscine, mais uniquement pendant la période estivale et tout le monde n’a pas une piscine chez soi.
    Il n’y a pas d’autre option de stockage pour cette eau chauffée.

Prenons un exemple : une famille économe de 3 personnes

La consommation d’eau chaude sanitaire pour cette famille économe est estimée à 35l/jour.personne à 50°C soit un volume total d’environ 105L/jour.

Besoins annuels :
On parle de taux de couverture pour designer la part des besoins annuels en énergie couverts par l’énergie solaire.
Un taux de couverture annuel compris entre 50 et 70 % est en général un bon compromis économique. On recherche rarement le taux de couverture maximal (100%), parce que ce sont les derniers mètres carrés des capteurs qui produisent le moins et qui ont donc un amortissement faible .

La production annuelle d’énergie solaire est ramenée au mètre carré de capteurs installés exprimée en kWh/m².an.

Pour un même besoin d’eau chaude sanitaire, plus la surface de capteurs est importante, plus la productivité solaire est faible.

La productivité solaire de l’installation doit être suffisante pour justifier la mise en place d’un chauffe-eau solaire individuel CESI. Une productivité annuelle comprise entre 400 et 500 kWh/m².an (suivant la région climatique) est un bon compromis économique.

Afin de réaliser une évaluation de la taille de l’installation, le ratio du volume solaire et de la surface de capteurs peut être compris entre 45 et 75 litres par m² de capteurs. La surface d’entrée du capteur solaire est évaluée à 2m², soit 1 panneau. Le taux de couverture sera d’environ 55 % avec une orientation Sud-Ouest à 55° par rapport au sud (rayonnement solaire annuel 90 %).

Le taux de couverture sera d’environ 55 %


Couverture à 100% des besoins : que se passe-t-il ?

Pour atteindre les 100% des besoins, le nombre de capteurs sera augmenté dans notre cas.
Il va donc y avoir une surproduction toute l’année d’eau chaude sanitaire ECS.

Cette surproduction est une énergie qui ne peut pas être stockée. Il y aura donc un problème de décharge d’énergie. Elle devra être :
– soit évacuée dans une piscine (ce que tout le monde n’a pas)
– soit être rejetée dans les eaux usées avant d’avoir été refroidi

C’est pourquoi il faut impérativement privilégier une production solaire plutôt qu’un taux de couverture trop élevé.

Surdimensionner l’installation solaire thermique
Surdimensionner l’installation solaire thermique

Conséquences d’un surdimensionnement pour une installation solaire thermique

  • Nécessite l’implantation d’une surface de capteurs importante
  • Augmente le coût d’investissement, beaucoup plus élevé (ballon ECS plus gros, équipement de sécurité, tuyauterie…)
  • Génère une faible augmentation de la chaleur solaire pour un surcoût global important
  • Rend plus complexe la maintenance de l’installation et les contraintes techniques
  • Réduit la durée de vie de l’installation
  • Réduit la production solaire (kWh/m²)
  • Et surtout génère une surproduction toute l’année d’Eau chaude sanitaire ECS

Conseils pour une installation optimale

  • En conclusion, il est donc préférable de sous-dimensionner l’installation solaire thermique pour les besoins en eau chaude ECS
  • et il est plus intéressant de privilégier une production solaire maximale en kWh par m2 de capteurs qu’un taux maximal de couverture des besoins