Le choix du type de capteurs solaires et de ses rendements fait souvent débat. Or le rendement d’un capteur solaire thermique dépend de sa conception (capteur plan ou sous vide), et de ses caractéristiques telles que rendement optique et isolation thermique.
Le capteur plan est composé d’un absorbeur noir derrière un vitrage où l’eau qui y circule récupère la chaleur captée du soleil. Pour les capteurs sous vide, l’absorbeur est placé dans des tubes de verre sous vide et des réflecteurs concaves permettent de récupérer le rayonnement solaire dans des angles de réception inclinés. Le capteur à tubes sous vide « capte » donc plus longtemps le rayonnement solaire qu’un capteur solaire plan et donnent globalement un meilleur rendement. En outre, les capteurs solaires sous vide avec système de caloducs évitent les problèmes de surchauffe du fluide avec les risques de destruction de l’antigel et de bouchage des canalisations (effet caramel).
Le rendement optique en % est caractérisé par le coefficient B qui représente les performances du vitrage du capteur solaire d’une part et du facteur de conversion de l’absorbeur ou surface « noire » du capteur solaire. Plus le rendement optique est élevé et plus grande sera la quantité d’énergie solaire transformée en chaleur réelle. Le coefficient de déperditions thermiques en W/m².K du capteur représente le niveau d’isolation thermique du capteur et de déperdition par conduction et convection. Plus le coefficient K sera faible, plus votre capteur conserve la chaleur produite et restitue une quantité d’énergie solaire transformée qui pourra servir à réchauffer l’eau chaude. Avec ces 2 coefficients, nous pouvons déjà comparer entre eux des capteurs solaires de même nature, même si en général sur le marché tous les produits vendus sont tous certifiés par le CSTB ou la Solar Keymark, attestant de la conformité et des performances minimes aux normes européennes et ouvrant le droit aux aides et crédit d’impôt.
Par exemple :
- Capteur plan : VIESSMANN - Vitosol 100-F - B=0,78 et K=4,14
- Capteur tube : VIESSMANN - Vitosol 300-T - B=0,76 et K=1,28
On constate nettement, d’un rendement optique proche du capteur plan, que le capteur tubulaire restitue nettement une plus grande quantité d’énergie solaire par son coefficient K bien plus faible. Vous pouvez retrouver toutes les caractéristiques des capteurs sur le site du
CSTB, rubrique « avis techniques ».
Enfin, la productivité solaire ou le rendement global annuel d’une installation solaire sont quant à eux liés au reste de l’installation et notamment la capacité tampon du ballon solaire qui stocke l’eau chaude solaire et le nombre de m² de capteurs, ainsi que l’orientation et l’inclinaison des panneaux, la régulation solaire, et les masques solaires qui peuvent amoindrir la performance énergétique.
En outre, il faut veiller à ne pas sur-dimensionner la surface de capteurs solaires, car un surplus d’énergie non utilisée fera baisser le rendement de l’installation et ne donnera pas le meilleur compromis de rentabilité. Ainsi, 5m² de panneaux solaires (si ceux-ci sont sur-dimensionnés), auront une productivité égale à 4m² de panneaux avec une capacité ballon identique, car il y aura une surproduction en été inutile.
Si on se réfère à l’étude que vient de publier Chaffoteaux, d’ici à 2020, les parts du marché français de l’ECS (Eau Chaude Sanitaire) détenues par les différentes familles de systèmes de production d’ECS seront réparties ainsi :
