Le ministère de l’Énergie estime que le chauffage de l’eau représente 18 % de la consommation d’énergie d’une maison typique. Si vous pouviez utiliser l’énergie du soleil pour cette tâche, vous pourriez réaliser d’importantes économies sur votre facture d’énergie. C’est ce que fait un chauffe-eau solaire, et même s’il ressemble à un panneau photovoltaïque vu du sol, il est beaucoup plus facile à construire et à installer.
À en juger par le nombre de panneaux et de réservoirs de stockage que j’ai vus sur les toits lorsque je vivais au Japon dans les années 90, les propriétaires de certains autres pays sont plus à l’écoute de cette stratégie d’économie d’énergie que les Américains. Al Ruggie de ASAP Restoration, basé à Phoenix, déplore : « Bien sûr, nous n’avons jamais installé de chauffe-eau solaire sur une maison pour un client parce que nous ne serions pas en mesure de garantir l’unité puisque (pour autant que je sache) ils ne le sont pas. ‘pas fabriqué par une seule entreprise qui en propose un. Et (malheureusement, je l’admets) même si je suis à Phoenix où il fait beau toute l’année, je vois rarement des chauffe-eau solaires sur les propriétés locales.
La propriété californienne sur laquelle je vis était hors réseau lorsque nous avons emménagé (elle l’est toujours, mais nous y travaillons), et en plus des panneaux photovoltaïques, elle disposait d’un grand panneau solaire pour chauffer l’eau. C’était fait maison, trop encombrant et peu maniable pour être installé sur le toit, nous ne l’avons donc jamais utilisé. Et cela appelle une prudence pour tous ceux qui envisagent un chauffe-eau solaire DIY : n’oubliez pas de le hisser sur le toit, de le sécuriser contre les vents violents et de le connecter à votre alimentation en eau chaude dans le cadre de votre plan global.
Qu’est-ce qu’un chauffe-eau solaire ?
Un chauffe-eau solaire chauffe l’eau en utilisant l’énergie du soleil et la fait circuler dans l’approvisionnement en eau chaude de la maison. Il existe plusieurs façons d’en construire un, mais l’une des plus courantes consiste à construire un panneau collecteur avec un réseau intégré de tubes à travers lesquels l’eau peut circuler. L’eau froide entre par une extrémité et l’eau chauffée par le rayonnement absorbé par le collecteur sort par l’autre.
Les systèmes de chauffe-eau solaires d’antan étaient souvent fuyants, sujets aux pannes et inefficaces (comme notre panneau encombrant), mais l’industrie a mûri. Aujourd’hui, vous pouvez choisir entre des capteurs super efficaces installés par des professionnels et des systèmes de chauffe-eau solaires moins coûteux, faciles à bricoler.
Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?
Tous les chauffe-eau solaires ont une caractéristique commune : la capacité d’absorber la chaleur du soleil et de la transférer dans l’eau. Les systèmes diffèrent cependant dans la manière dont ils stockent et font circuler l’eau.
Systèmes passifs comptez sur l’effet thermosiphon – le fait que l’eau chaude est moins dense que l’eau froide et a tendance à s’élever au-dessus. Ces systèmes comprennent généralement un réservoir de rétention positionné au-dessus du capteur solaire (c’est le type de système que j’ai souvent vu sur les toits japonais). Par une journée ensoleillée, l’eau chauffée dans le collecteur monte dans le réservoir et une sortie alimente l’eau chauffée dans le bâtiment par la force de gravité.
Systèmes actifs faire circuler l’eau à l’aide d’une pompe mécanique, et il en existe deux types :
- UN système direct fait circuler l’eau dans un réservoir de rétention dans le bâtiment, qui n’est généralement qu’un chauffe-eau standard de type réservoir.
- Un système indirect fait circuler un fluide caloporteur comme l’éthylène glycol (antigel) à travers un échangeur de chaleur, qui est simplement un système de serpentins installés à l’intérieur d’un réservoir de chauffe-eau. Le fluide échange de la chaleur avec l’eau du réservoir plutôt que de chauffer l’eau directement. Ce type de système prévient la contamination de l’eau et convient mieux aux climats plus froids car il résiste au gel.
Un chauffe-eau solaire fonctionnera-t-il pour votre maison ?
Comme pour tout ce qui est solaire, la condition préalable numéro un pour un chauffe-eau solaire est une lumière directe du soleil suffisante pour le faire fonctionner. Si vous disposez d’un endroit ensoleillé sur votre toit ou d’une propriété suffisamment grande pour en installer un (il n’est pas nécessaire qu’il soit sur le toit), vous pouvez économiser de l’énergie en alimentant votre chauffe-eau existant en eau chauffée ou en la faisant circuler directement dans votre plomberie. d’un réservoir sur le toit.
Vous pouvez en bénéficier même si vous vivez dans un climat froid, car vous pouvez soit installer un système d’échange de chaleur résistant au gel, soit un système que vous pouvez vidanger en hiver lorsque les températures sont en dessous de zéro.
Combien coûte un chauffe-eau solaire ?
Cela dépend de la quantité que vous bricolez. Si vous construisez votre propre collecteur, l’installez vous-même et le raccordez à votre chauffe-eau existant, le coût pourrait être aussi bas que 1 000 $, selon les matériaux que vous utilisez. Le coût d’achat des composants en kit se situe entre 1 500 $ et 6 000 $, et si le système est installé par un professionnel, ajoutez environ 3 000 $.
Les chauffe-eau solaires sont admissibles au crédit d’impôt pour les énergies renouvelables, un programme fédéral qui rembourse 30 pour cent du coût d’achat et d’installation. En outre, certains États et communautés peuvent offrir des incitations supplémentaires. Pour être admissible, le système doit être évalué par la Solar Rating and Certification Corporation (SRCC) ou une entité comparable, qui peut inclure certains kits de bricolage commerciaux.
Comment fabriquer un chauffe-eau solaire DIY
Comme mentionné, le chauffe-eau solaire DIY le plus courant se compose d’un collecteur, d’un réseau de serpentins, d’une entrée d’eau froide et d’une sortie d’eau chaude. Voici un aperçu très basique de la procédure pour en construire un :
- Construisez la boîte collectrice en utilisant du contreplaqué léger (1/4 à 3/8 pouces d’épaisseur) pour la base et du cèdre de 1 x 4 pouces pour le cadre. Scellez tous les joints avec du mastic silicone.
- Isolez l’intérieur de la boîte avec une mousse isolante de 1 pouce recouverte d’une feuille d’aluminium, la feuille étant tournée vers l’extérieur.
- Construisez une bobine qui s’adapte parfaitement à la boîte à l’aide de tubes en cuivre de 3/4 de pouce et de raccords coudés. Maximisez le nombre de tours dans le serpentin pour allonger le trajet de l’eau circulant à travers le collecteur.
- Prolongez une extrémité du serpentin à travers un coin inférieur de la boîte pour l’entrée d’eau froide et l’autre extrémité à travers le coin diagonalement opposé pour la sortie d’eau chaude. Soudez un adaptateur à chaque extrémité pour pouvoir fixer un tuyau d’arrosage ou un tuyau de plomberie.
- Couvrez la boîte collectrice de verre et utilisez du mastic silicone pour sceller les bords et empêcher la pluie de pénétrer.
- Montez le capteur sur le toit ou au sol dans une direction sud pour maximiser l’exposition solaire.
- Connectez un tuyau ou un tuyau d’eau froide à l’entrée et un tuyau ou un tuyau d’eau chaude à la sortie. Acheminez l’alimentation en eau chaude vers un réservoir de rétention, qui peut se trouver dans la maison ou sur le toit. Les raccordements de plomberie varient en fonction de la configuration.
Avantages et inconvénients des chauffe-eau solaires
Avantages
- Économies d’énergie : Vous chauffez de l’eau gratuitement. Que vous l’utilisiez directement à partir d’un réservoir sur le toit ou que vous l’utilisiez pour remplir votre chauffe-eau, vous économiserez de l’argent.
- Faible entretien : Une fois le système opérationnel, vous pouvez pratiquement l’oublier. Toutefois, si vous faites circuler un fluide caloporteur, vous devrez peut-être le remplacer périodiquement.
- Respectueux de l’environnement : Un chauffe-eau solaire est un moyen efficace de réduire la dépendance aux combustibles fossiles pour le chauffage de la maison.
Inconvénients
- Cela dépend de la météo : Un chauffe-eau solaire ne fonctionnera pas les jours nuageux ou pluvieux ou la nuit. L’isolation des réservoirs de stockage permet d’atténuer cet inconvénient.
- Hivernage : Il faut se préparer aux températures glaciales, soit en utilisant un fluide caloporteur, soit en vidant les canalisations et en arrêtant le système en hiver.
- Coût: En général, un chauffe-eau solaire coûte beaucoup plus cher qu’un chauffe-eau classique, même si vous le construisez vous-même.
FAQ
Combien de temps un chauffe-eau solaire garde-t-il l’eau chaude ?
Dans un réservoir de stockage correctement isolé, l’eau chauffée dans un chauffe-eau solaire pendant la journée devrait rester chaude pendant la nuit et peut-être plus longtemps, selon la quantité que vous utilisez.
De quelle quantité d’énergie solaire ai-je besoin pour faire fonctionner un chauffe-eau solaire ?
La quantité d’énergie solaire utilisée par un chauffe-eau solaire dépend d’un certain nombre de facteurs, notamment la quantité de lumière solaire disponible, votre consommation d’eau et la taille du panneau collecteur. En règle générale, prévoyez 10 pieds carrés d’espace de panneau pour chaque personne de la maison.
Quelle est la durée de vie d’un chauffe-eau solaire ?
Un chauffe-eau solaire peut durer de 10 à 25 ans, bien que cela dépende du climat, de la configuration du système et des matériaux utilisés pour le construire.
Les chauffe-eau solaires ont-ils besoin d’une pompe ?
Si le réservoir de stockage d’un chauffe-eau solaire n’est pas monté au-dessus du capteur pour profiter de l’effet thermosiphon, vous avez besoin d’une pompe pour faire circuler l’eau à travers le serpentin et dans le réservoir. Une pompe solaire ne consomme pas d’énergie supplémentaire, mais si vous branchez une pompe de circulation à votre système électrique, elle consommera de 25 à 150 watts d’énergie lorsqu’elle fonctionne.
