Il n'a pas inventé l'eau chaude

Il y a quelques temps déjà,
j'avais demandé à Nostradamus
de me rédiger un petit article sur
son notre son installation solaire
(enfin, la nôtre, mais plutôt la sienne vu que j'ai pas vraiment mis les mains dans le camboui)
Vu que je n'étais pas assez technique pour le faire.

Mais entre ma demande, et la réception de l'article,
il en est passé de l'eau sous les pont
ou plutôt de l'eau chaude dans le ballon...

M'enfin, vu que le "petit article"
s'est transformé en oeuvre littéraire,
on ne va pas trop raler...

si tu veux la version courte, c'est par là

Par contre, tu constateras que l'écriture
n'est pas du tout la même,
et au cas où la différence de style ne serait pas suffisante,
j'ai aussi changé la couleur !!!
ce qui m'a permis d'ajouter mes commentaires
directement dans le texte...
Mais la mise en page est de moi...

Je te préviens aussi, si tu es fan de mes notes inutiles,
là, tu rentres dans un article beaucoup plus évolué !!!

On voit partout sur les toits
des maisons des lotissements neufs
fleurir désormais des panneaux solaires.

Nouvelle réglementation (RT2012) oblige…

Parfois, c’est une horde
de panneaux photovoltaïques (PV),
très probablement produits en Chine
(j’ai rien contre les produits chinois
à part le fait que si ils sont en Europe
c’est qu’ils ne sont pas arrivés à dos d’âne
et, accessoirement, qu’ils ont été produits avec de l’électricité au charbon donc la rentabilité écologique et carbonique de l’histoire reste à démontrer…)

Bien souvent,
ce sont plutôt des panneaux solaires thermiques.
Le but n’est pas de produire de l’électricité
pas forcément quand on en a besoin
mais de l’eau chaude.

Même à l’œil averti,
la différence entre les deux
n’est pas toujours évidente visuellement.
Techniquement parlant par contre, rien à voir…
Et c’est tout l’intérêt du second système qui se révèle.

Là, l’utilité est bien plus intéressante.
D’une part parce que l’eau chaude peut,
dans une certaine mesure, se stocker
(l’électricité beaucoup moins).
Mais aussi, et surtout,
parce que les panneaux thermiques
ne sont pas des objets complexes de haute technologie.
Ce ne sont que des tuyaux de cuivre
derrière une vitre en verre,
à comparer aux bijoux coûteux qui composent les PV
Et quitte à ce que Nostradamus investisse
dans des bijoux couteux,
je préfère pouvoir les porter au doigt, au cou ou aux oreilles...
A l’extrême, n’importe quel bricoleur
peut se faire tout seul, dans son garage,
des panneaux thermiques très corrects
Enfin, à voir pour le côté esthétique !!!
(il y a plein d’exemples, j’aime bien celui présenté ici,
dans sa simplicité la plus absolue).
Se construire soi-même un panneau photovoltaïque
relève du défi clairement insurmontable
même par un bricoleur averti.
Ainsi, hormis dans notre monde de haute technologie
avec le soutien d’une économie mondialisée
et des ressources abondantes et pas chères, point de PV.

Le solaire thermique, en revanche,
a de beaux jours devant lui (sans jeux de mots…).

Ce ne serait pas lui rendre service que d’oublier que malgré cela,
les meilleurs PV d’aujourd’hui
ceux qu’on mets sur les satellites,
et qui coûtent infiniment plus chers encore que ceux sur les toits
atteignent péniblement des rendements de 20% environ.
Le PV de base, coûtant environ 500€ le m² hors pose
(peut-être un peu moins)
à un rendement max de 10 à 14%.
En comparaison, le solaire thermique,
à quelques 100€ le m² hors pose,
affiche au minimum des rendements de l’ordre de 50%
et ça monte facilement bien au-delà si les choses sont bien faites
on parle de rendement énergétique, pas financier, là, qu'on soit clair

En d’autres termes,
même en s’y prenant comme un manche,
le kWh de chaleur fournit par le soleil
est nettement moins coûteux et nettement plus généreux
que le kWh électrique fournit par le soleil.
Bon, ça a tout d’une évidence
dès qu’on connaît un minimum ce qu’est l’entropie mais passons.
Je n’ai envie de parler de physique compliquée.
la vraie entropie, pas celle de Pentecôte

Il faut juste retenir de tout cela
que je pense que dans le monde qui nous arrive,
il est bien plus intéressant,
si on a quelques euros à investir,
de les mettre dans du solaire thermique
que dans du photovoltaïque.
Une fois que la consommation électrique sera très réduite, on verra si le peu qui restera devra/pourra être produit par du PV
à mon avis, ça sera plus simple avec de l’éolien, de l’hydro et un de la cogénération biomasse mais bon

A noter que pour l’instant encore
(heureusement c’est en train de changer),
les subventions vont massivement
au solaire photovoltaïque…
Mais page politique ouverte, sitôt refermée !

En Mars dernier, dans l’idée de limiter
encore un peu plus notre consommation électrique,
sans répecussion sur notre qualité de vie,
surtout que MON eau chaude, j'y tiens !!!
je me suis mis sérieusement à chercher
une installation de solaire thermique à un tarif abordable.
Il y avait toutes les possibilités,
de faire tout soi-même et de l’installer,
jusqu’à acheter la solution clé-en-main complète.

Outre son prix prohibitif
la solution clé-en-main par un installateur "professionnel"
coûte a priori de 7000 à 9000€…
mon esprit bricoleur
et mes envies de faire mes propres expériences,
la seconde solution restait très improbable.

Mais il y a un monde entre les 2 extrêmes…

Faire ses panneaux soi-même est tout à fait faisable…
un ami à moi l’avait déjà tenté.
Et il existe plein de plans détaillés sur internet.
Mais bon, arriver à rentrer dans les critères esthétiques
que j'impose n'est pas toujours très simple...

Faire son chauffe-eau…
non, quand-même pas…
mais construire toute l’installation autour
(pompe, débit-mètre, contrôleur, etc)
si !!! En tout cas l’assemblage.
Cela va des systèmes très simples, sans pompe,
fonctionnant uniquement par thermosiphon
(utilisant le principe simple qui veut que l’eau chaude monte en pression et donc le panneau peut générer de lui-même, en chauffant, le mouvement du fluide réchauffant le chauffe-eau),
t'as pas tout pigé ? c'est pas grave, moi non plus
suffit de faire hum hum... et de continuer
jusqu’aux systèmes les plus sophistiqués.
Il existe aussi plusieurs types de panneaux
ayant chacun leurs avantages et leurs inconvénients.

Après moult réflexions,
qu'est-ce qu'il cause bien ....
j’ai opté pour un système relativement classique,
plutôt tourné vers l’auto-installation que vers l’auto-construction,
avec mes petites originalités à moi…

J’ai pris contact avec une entreprise
tout près de chez moi qui est un intégrateur solaire,
filiale d’une boite de métallurgie régionale.
Au départ, je pensais leur acheter
un chauffe-eau avec échangeur nu
et quelques autres pièces qu’ils avaient d’un stock obsolète,
dont 2 panneaux de 2,5m², refusé par un client
pour une ou deux griffures sur la carrosserie !

Mais à bien y regarder
j’ai eu la chance d’avoir droit à une visite de l’usine…
je me trouvais dans le genre de cas
où je trouve que mon argent est une arme
et que ma conscience me dictait d’utiliser à bon escient.
J’avais le choix suivant :

• Acheter un chauffe-eau nu
  et les pièces principales qui vont avec
  pompe, contrôleur, panneaux,
  pour en gros un millier d’euros
  et acheter à côté la bigaille,
  intégrer le tout,
  passer du temps à tester, qualifier, programmer, etc
  bref, mon boulot normal, sauf que dans un autre domaine

• Faire confiance dans le produit complet,
  que mon contact me vendait 2500€ TTC
  (panneaux, chauffe-eau tout intégré, dans une baie, propre, avec notice d’installation et d’utilisation, livré, avec le prêt du remplisseur le moment venu, et quelques chutes de tuyau solaire et caloporteur).
  pas mal du tout d'ailleurs le contact...
  comment ça y'a pas que l'eau qui chauffe ?
  

Si le package en question avait été produit loin
(comme c’est le cas des packages similaires
qu’on peut trouver chez n’importe quel magasin de bricolage
au même prix),
je n’aurais pas choisi la seconde option.
Mais là, certes, c’était plus cher
si je compte pas mon temps…
mais cette valeur ajoutée,
elle était locale, dans ma ville,
pour payer des ingénieurs et des techniciens d’ici.
Avec en plus l’espoir, pas démenti jusqu’à présent,
que le produit serait bien fait.
Bref, j’ai choisi la seconde option.
Sans être chauvin, mon salaire français
sert à payer des salaires en France
(pour bien montrer que je n’ai rien contre les étrangers)

A côté de ça, j’ai mis presque 2 mois et demi
pour installer tout chez moi
(bon ok… y avait 3 semaines à l’étranger pour le boulot dans le lot… ça m’a bien retardé, mais tant pis…).
Il fallait raccorder le chauffe-eau
au réseau d’eau froide et chaude de la maison
(plomberie… aie… j’aime pas),
à l’évacuation (PVC, ça je sais faire)
ça m’a d’ailleurs permis de régler un petit soucis
que le plombier qui avait fait la rénovation n’avait pas prévu…
l’évacuation de la machine à laver qui rejaillit par l’évacuation du groupe de sécurité du chauffe-eau électrique
C'est vrai que c'est mieux maintenant
raccordement des panneaux
(plomberie bis… re-aie…).

Et c’est là où je vous parle
de mes petites améliorations à moi…
ben c'est pas trop tôt !!!

La première
n’est, après vérification, pas une réussite
j’ai souhaité monter un radiateur
(type sèche-serviette),
en série (avec by-pass) sur mon circuit primaire caloporteur
(celui qui va de l’échangeur du chauffe-eau aux panneaux et retour, et qui est rempli non pas d’eau mais de propylène-glycol, un liquide caloporteur antigel pas-trop-toxique-mais-quand-même-un-peu).
L’idée était, en hiver, d’utiliser
le chauffe-eau solaire en préparateur solaire
avec le chauffe-eau électrique ordinaire en aval pour finir le chauffage.
Normalement ça optimise le rendement
chauffer l’eau de 10° à 30° dans le chauffe-eau solaire
+ un peu de chauffage par le radiateur,
et compléter de 30° à 40° dans l’autre chauffe-eau
permet de récupérer plus de kWh solaire
que chauffer (difficilement) de 10° à 40°…

Au final, pour plusieurs raisons, ça ne fonctionne pas.
D’une part parce qu’avec de l’eau à même 40° dedans,
le radiateur dégage peu de chaleur.
D’autre part parce que le nombre d’heures en hiver
où on arrive à de l’eau à 40° dans le caloporteur
se comptent sur les doigts d’une,
allez, soyons fous… des deux mains…
Ben oui, on n'est pas vraiment dans le sud de la France ici...
Mais à défaut de soleil, on a des vaches !!!
Ensuite parce que le chauffe-eau solaire
avantage d’avoir pris un truc haut-de-gamme,
fonctionne déjà parfaitement
en combinaison préparateur+chauffe-eau.
Car sa résistance électrique d’appoint
est située en haut…
En vertu du principe physique
"ce qui est chaud monte",
ça ne permet de chauffer que le haut du chauffe-eau,
pas le bas, qui reste froid
(contrairement aux chauffe-eaux électriques standards
où la résistance se trouve en bas… pour chauffer toute l’eau).
Ainsi, le chauffe-eau ne chauffe à l’électricité
que le résiduel nécessaire (donc très peu)
alors que le bas reste froid
et donc peut-être pré chauffé avec un bon rendement
par les rares heures de soleil
que l’hiver octroie à la Mayenne…
(pendant une journée d’hiver à 5°
avec alternance de passages nuageux et soleil,
en 2-3h de chauffe cumulée sur la journée,
on chauffe 200l de 10 à 30°).
Bref, le radiateur ne sert pas à grand-chose
(à part stocker 9 litre de caloporteur assez coûteux…).
Le fait que je l’ai monté de façon incorrecte n’aide pas en plus…
et servir de support à quelques chiffons...
Il sera démonté à la première occasion !

En fait, pour espérer un petit peu de chauffage solaire,
c’est plutôt 30 ou 40m² de panneaux qu’il m’aurait fallu…
je n’en avait ni la place, ni les moyens,
et ça m’amène à la seconde originalité.

La seconde originalité
est dans le placement des panneaux.
Dans pratiquement tous les cas, ces panneaux,
comme les PV sont montés sur les toits,
donc, dans nos régions,
le plus souvent avec des angles de 35° à 45°.
Pour les PV, je comprends :
le but est de produire le plus possible dans l’année,
puisque la production est presque toujours revendue à EDF.
On s’en fout de quand on produit,
il faut juste produire le plus possible
avec la surface (coûteuse) qu’on a installée.
Cet angle de 45° correspond, sous nos latitudes,
à l’inclinaison optimale pour recevoir
les rayons du soleil quand ils sont le plus généreux,
c’est à dire… en été ! Enfin, au 15 aout !!!
Et ça optimise la production sur l’année…
parfait, c’est ce qu’on voulait !
Sauf que voilà, pour les panneaux thermiques,
le besoin est très différent !
Pour l’eau chaude, en été, on en a rapidement trop.
C’est en hiver que c’est dur
et que le complément est souvent indispensable
Je parle même pas du besoin en chauffage !!!
Ainsi, il faut optimiser l’installation
pour recevoir le plus soleil possible en hiver,
et donc, incliner les panneaux beaucoup plus
(idéalement sous nos latitudes : 65°).
Au total sur l’année, ça produit moins…
mais ça produit plus en hiver… et moins en été.
Ca règle donc les surchauffes…
qui sont courantes sur les systèmes classiques de toitures
et qui nécessites plein de sécurité,
des limiteurs de pression,
des pompages de nuit
pour réduire la température atteinte en journée
(ou si on a une piscine, on la chauffe…
complément classique des chauffages solaires !)…

Donc j’ai monté mes panneaux non pas sur le toit…
mais sur mon mur le plus au sud !

Avantages :
système optimisé pour les rayons solaires d’hiver.
C’est aussi plus facile à monter
enfin moins difficile dira Nostradamiss.
J’avoue, on en a bavé…
j’ose même pas imaginer si on avait dû les monter sur le toit…
chacun des 2 panneaux pèse tout de même 50kg
et le système de fixation n’est franchement pas des plus pratiques.
Je confirme, on en a chié !! surtout mois !!!
vraiment crevée quand j'ai tapé mes commentaires...

Inconvénients :
je m’y attendais mais pas à ce point…
un mur, c’est plus bas que le toit,
donc c’est plus facilement à l’ombre
(des arbres, des maisons alentours, etc)
Je crois qu'il va falloir que je surveille de près le magnolia ...
et la hache...
et surtout en hiver !
Ils sont d’autant plus bas
que la disposition de notre mur (au sud-est)
nous imposait de les mettre pas trop haut
(sous les fenêtres de l’étage).
Ainsi, en hiver,
ils ne sont au mieux éclairés
que 4 ou 5 heures par jour… C’est peu.

Troisième originalité :
ils sont facilement orientables (en inclinaison).
La structure en triangle sur laquelle ils sont montés
fait que je peux, en quelques minutes,
sans outils compliqués ni débranchement,
ni même mon aide !! ça c'est top !!
les mettre soit à 65°,
en position "chauffe optimale d’hiver".
C’est la position qu’ils ont 75% de l’année
l’hiver, en inter-saison et les quelques jours d’été
où je veux réchauffer rapidement beaucoup d’eau
Soit à la verticale (contre le mur),
en position été
pour éviter encore plus les surchauffes,
et surtout disposer au mieux de notre terrasse
qui est juste devant les panneaux…
terrasse que nous utilisons principalement devinez quand…
Verticalement,
les panneaux sont en effet très peu efficaces en été.
Mais comme le soleil est plus présent,
enfin, en théorie...
il est largement suffisant
pour maintenir tous les jours de l’eau à plus de 50°
(même après plusieurs jours de mauvais temps)
mais jamais à plus de 75°
(limite haute au-delà de laquelle la pression monte,
es sécurités se mettent en route, etc).

En hiver, leur inclinaison est optimale
pour capter les moindres rayons
quand le soleil daigne pointer le bout de son nez…

Bon an mal an
(l’année est quand même pas terrible niveau soleil),
après 7 mois de fonctionnement, voici les résultats :

Mis en route le dernier jour de juin 2013,
le système a produit toute l’eau chaude
dont nous avions besoin sans interruption
et sans complément électrique jusqu’à la début-octobre
y compris celle de la machine à la laver,
qu’on peut alimenter en eau-chaude comme en eau froide
grâce à une installation complémentaire que j’ai réalisée…
tant que j’y était à faire de la plomberie…
Bon, faut connaître la maison et ses astuces...
Quand on lance une machine, il faut faire joujou
avec les vannes pour ouvrir l'eau chaude...
En Octobre,
le complément électrique
était nécessaire pour environ 20 kWh.
Depuis (Novembre à fin Janvier),
on consomme environ 50 kWh par mois d’électricité
pour l’eau chaude
le soleil pré-chauffe l’eau les jours de beau temps
mais il faut toujours compléter à l’électricité
et les autres jours, l’électricité chauffe le peu d’eau nécessaire à 40°.
J’espère qu’à partir de début avril,
on sera à nouveau en mode 100% solaire.
A titre de comparaison, nous consommions avant
entre 1000 et 1200 kWh par an d’électricité pour chauffer l’eau.
Maintenant, on devrait être aux environ de 300 kWh par an
(dont 70 à 75%, conforme à ce que j’espérais).

Bien entenu, du point de vue financier,
ça n’est (actuellement) pas rentable :

Investissement : 2500€
+ environ 500€ de bigaille diverse,
les raccords rapides de plomberie pour éviter les soudures, c’est cher…
= 3000€

Economie par an : 100 à 120€ d’électricité !

Donc retour sur investissement
sur 30 ans au coût actuel de l’électricité…

Sauf que :

• Ce faible rendement financier est principalement
  dû au fait qu’on consomme peu d’eau chaude à la base
  on n’est que deux (au moins pour l’instant)
  et sur les 2, il y a un extrêmement économe
  et une économe qui fait des efforts louables.
  ça, je vais l'imprimer et l'encadrer !!
  Si nous étions plus nombreux
  je n’envisage pas le cas
  "si nous consommions plus d’eau à nous 2" bien sûr !
  il y a fort à parier que les gains seraient plus importants
  au moins 6 mois par an, on sature,
  même avec les panneaux verticaux,
  on pourrait aisément chauffer nettement plus d’eau.
  La preuve, c’est que jusqu’à présent, notre meilleur mois
  en kWh solaires extraits
  n’a pas été juillet ni août
  pourtant relativement bien ensoleillés en 2013 chez nous
  mais septembre
  où il a fait souvent gris, mais où nous étions plus souvent à la maison

• Ensuite il est calculé au coût du kWh électrique d’aujourd’hui
  qui n’aura plus grand chose à voir dans 5 ans, 10 ans, et plus…
  Ca ramène aisément le retour à moins de 20 ans
  si on prend "juste" les 5% annuels demandés par EDF

• Ca ne prend pas en compte
  mon plaisir de bricoler, d’expérimenter
  y compris faire des erreurs, et donc d’apprendre
  de tester, d’optimiser, de discuter avec d’autres sur le sujet etc…
  Et tout ça n’a pas de prix !

• Je fais pas ça pour l’argent,
  sinon j’aurais installé une pompe à chaleur,
  ou des panneaux PV,
  en surfant sur les subventions
  et en revendant à prix d’or des électrons
  que tout un chacun paye grâce à la magique CSPE
  kezaco ??
  et qui ne réduisent ni la quantité de centrales nucléaires en France,
  ni la quantité de CO2 par kWh électrique en France
  et encore moins ailleurs, voir le cas de l’Allemagne !
  surtout si les PV en question sont produits en Chine,
  à grand renfort de centrales à charbon (voir plus haut)…
  la page politique n'était pas si bien refermée que ça en fait ...
  

Bref, j’en avais envie, et donc je l’ai fait…
Nostradamiss a eu droit à son "Joker connerie"
non mais qu’est-ce que tu allais imaginer !
Moi j’ai eu droit au mien
pour à peu près le même prix
mais même avec un mauvais rendement,
au moins, le mien est positif à long terme !

Voilà les grandes lignes,
il me reste tout un tas de petites améliorations à raconter…
Mais pas tout de suite,
on va se laisser le temps de digérer tout ça

Affaire à suivre…

Comments

[Florent]

@maevina: C'est pas si bien que ça en fait...

Un foyer ouvert (cheminée classique) a un très très mauvais rendement.

Moins de 10% pour chauffer de l'eau ou de l'eau.

Sur un foyer fermé (chaudière ou poële hydro) je dis pas... mais sinon...

Et le bois est un bon complément au solaire en effet, mais un complément seulement

[maevina]

heu !! et la cheminée avec la marmite accrochée dessus, c'est pas mal aussi !!

[ema]

vu mon état de fatigue, j'ai sûrement pas tout suivi, mais chapeau!

et avec une photo, ce serait peut-être plus imagé? :)