Tout savoir sur les capteurs solaires

Qu’est-ce qu’un capteur solaire ?

Également appelé capteur héliothermique, le capteur solaire se charge de collecter la lumière du soleil, puis la transforme en énergie verte que l’on peut utiliser au quotidien. S’il s’agit d’un capteur solaire photovoltaïque, alors l’énergie est convertie en électricité. En revanche, un capteur solaire thermique change l’énergie en chaleur afin de chauffer un logement et produire de l’eau chaude sanitaire.

De manière plus générale, les capteurs solaires sont nommés panneaux solaires. L’appareil se distingue par sa forme plate d’environ 1 m². Une installation inclut souvent plusieurs panneaux solaires. Plus elle en comporte, plus l’énergie produite est importante.

Le capteur solaire photovoltaïque

Ce panneau solaire capte la lumière pour la transformer en électricité. Il existe plusieurs types de capteurs solaires photovoltaïques.

Le fonctionnement d’un capteur solaire photovoltaïque

Le capteur solaire photovoltaïque produit de l’électricité en courant continu grâce aux cellules en silicium qui le composent. Ces dernières captent les rayons du soleil (les photons), ce qui libère des électrons et produit l’électricité.

Un onduleur se charge ensuite de transformer cette électricité en courant alternatif, permettant de faire fonctionner vos équipements électriques. Le courant alternatif peut également être stocké sur des batteries pour une utilisation ultérieure. L’onduleur se présente sous la forme d’un appareil indépendant, à moins de disposer d’un micro-onduleur. Dans ce cas, il est directement fixé derrière le capteur solaire.

Les différents types de capteurs photovoltaïques

Composés de silicium découpé en plaques, les capteurs solaires photovoltaïques peuvent ensuite recevoir un traitement de purification à base de phosphore. Cela leur permet d’obtenir un seul cristal de silicium. De couleur noire, ce panneau solaire est monocristallin.

Mais, il existe une autre manière de fabriquer des panneaux solaires photovoltaïques. Créés à partir des chutes de silicium issues de la confection des plaques monocristallines, les panneaux polycristallins sont bleus.

La principale différence entre les deux modèles s’observe au niveau du rendement. Celui des panneaux photovoltaïques monocristallins est supérieur. Les panneaux photovoltaïques polycristallins sont moins chers, mais supportent mieux la chaleur.

Enfin, d’autres types de capteurs photovoltaïques se trouvent sur le marché, même s’ils sont beaucoup plus rares. C’est le cas des capteurs en silicium amorphe, ainsi que des capteurs avec cellules photovoltaïques en métal.

Le capteur thermique

L’autre capteur solaire ne produit pas d'électricité, mais se montre tout aussi intéressant pour les logements modernes.

Le fonctionnement des capteurs solaires thermiques

Le capteur thermique s’apparente à un coffre isolé recouvert d’une plaque de verre. Celui-ci emprisonne un absorbeur composé d’une feuille d’aluminium de couleur noire. Un réseau de tubes la traverse. Ils sont généralement en cuivre et transportent un fluide caloporteur.

Lorsque le capteur solaire thermique est en fonctionnement, il absorbe les rayons du soleil sous forme de chaleur grâce à l’absorbeur et les tubes en cuivre. Les calories circulent ensuite vers le liquide caloporteur situé dans les tubes. Le fluide est ensuite dirigé vers le chauffe-eau ou le circuit de chauffage, afin de produire l’eau chaude sanitaire.

Les différents types de capteurs thermiques

Deux grandes catégories de panneaux solaires thermiques existent : les capteurs vitrés et les capteurs non vitrés.

1. Les capteurs à plans vitrés sont les modèles standards, ceux qui fonctionnent avec le fluide caloporteur à l’intérieur des tubes.
2. Les capteurs à tubes vitrés sous vide fonctionnent de la même manière, mais l’air résiduel est retiré des tubes. Cela crée une meilleure isolation et limite les pertes de chaleur. Ces capteurs permettent d’obtenir une température élevée plus rapidement.
3. Les capteurs non vitrés se composent de tubes remplis d’eau, en métal ou en plastique. Comme leur nom l’indique, les tubes ne sont pas protégés par une vitre. Moins cher, le système est moins performant et risque une détérioration plus rapide, comparée au capteur vitré.

Certains capteurs thermiques se distinguent par leur installation. Si la majorité des modèles sont directement fixés près de leur ballon d’eau chaude, deux capteurs en sont séparés.

Ainsi, le capteur à thermosiphon fonctionne grâce à la convection naturelle. Autrement dit, le fluide caloporteur remonte automatiquement vers le ballon grâce à la chaleur. Dans ce cas, il faut installer le ballon d’eau chaude au-dessus du capteur, au grenier par exemple.

Enfin, le capteur à circulation forcée fonctionne grâce à une pompe électrique, ce qui engendre un coût énergétique supplémentaire.

Quels sont les avantages et limites des capteurs solaires ?

Les capteurs solaires procurent de nombreux bienfaits. D’une part, leur source énergétique est verte, renouvelable et gratuite. En installant des panneaux solaires chez vous, vous participez activement à l’accélération de la transition énergétique. D’autre part, l’installation de panneaux solaires abaisse logiquement vos factures d’énergie. Adaptables à tous les types de toiture, les capteurs solaires augmentent en outre la valeur de votre logement.

Toutefois, les capteurs solaires photovoltaïques et thermiques disposent d’avantages et inconvénients qui leur sont propres.

Dans quel cas choisir un capteur thermique ou un capteur photovoltaïque ?

Le choix d’un capteur solaire dépend de l’utilisation que vous souhaitez en faire. Les deux types de capteurs — thermiques et photovoltaïques — sont complémentaires.

La famille des capteurs solaires thermiques chauffe l’eau sanitaire et les liquides caloporteurs destinés au chauffage domestique. Les modèles à plans vitrés sont adaptés aux climats plutôt cléments, alors que ceux à tubes sous vide fonctionnent même dans les climats froids ou très chauds.

Les capteurs solaires photovoltaïques convertissent uniquement la lumière du soleil en électricité. Ces appareils s’adressent également à celles et ceux qui veulent éventuellement revendre leur surplus d’énergie. Les panneaux solaires monocristallins offrent une performance maximale, mais coûtent plus cher. Les panneaux polycristallins sont destinés aux budgets plus serrés, mais proposent une efficacité légèrement inférieure.

Il existe enfin des panneaux solaires hybrides qui combinent les technologies photovoltaïque et thermique. Ces modèles produisent à la fois de l’électricité et de la chaleur. Leur coût s’avère toutefois bien plus élevé.

De votre côté, vous pouvez dépoussiérer les panneaux une ou deux fois par an, de même que l’onduleur. Un chiffon doux et de l’eau déminéralisée suffisent à les nettoyer.

Quel est le prix des capteurs solaires ?

Le prix des capteurs solaires dépend de plusieurs paramètres, à commencer par la marque, la puissance recherchée et la surface à couvrir. Comptez entre 9 000 et 12 000 € pour 3 kWc de capteurs photovoltaïques, et 5 000 et 18 000 € pour des capteurs thermiques.

Comment installer ses capteurs solaires ?

Il s’avère préférable d’installer des capteurs solaires sur le toit, afin qu’ils profitent de la pente de toiture (45° à 50°). Pour bénéficier d’un maximum d’ensoleillement, privilégiez un emplacement plein sud, sud-est ou sud-ouest.

Le mieux reste de faire appel à un artisan certifié RGE QualiPV afin que l’installation soit correctement réalisée et pour être éligible aux aides financières de l’État.