L'association d'un chauffe-eau électrique avec des panneaux photovoltaïques représente une solution intéressante pour réaliser des économies d'énergie tout en réduisant votre empreinte carbone.
Principes de base du panneau photovoltaïque
Un panneau photovoltaïque est un dispositif équipé de capteurs solaires photovoltaïques, permettant d’utiliser les rayons du soleil pour générer de l’électricité. Il se différencie d’un panneau solaire thermique qui, quant à lui, utilise les rayons du soleil pour générer directement de la chaleur.
Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ?
Un panneau photovoltaïque repose sur l’effet photoélectrique, découvert en 1839 par Edmond Antoine Becquerel. Celui-ci désigne la capacité que possèdent certains matériaux à produire un champ électrique lorsqu’ils sont exposés aux rayons du soleil. Parmi ces matériaux spécifiques, on compte notamment le silicium, utilisé pour confectionner des panneaux photovoltaïques.
Les cellules photovoltaïques disposées sur le panneau sont recouvertes de deux couches de silicium et connectées entre elles par des fils conducteurs de manière à faire circuler correctement les électrons et créer ainsi un courant électrique.
Lorsque la lumière du soleil (contenant des photons) entre en contact avec les cellules photovoltaïques en silicium, les semi-conducteurs qu’elles contiennent libèrent des électrons. À l’aide d’une borne positive et d’une borne négative, le flux d’électron est dirigé et se transforme alors en courant électrique. Dans certains cas de figure, une installation solaire peut être équipée d’une batterie qui lui permet de stocker une partie de la production d’électricité.
Avantages économiques et environnementaux
Coupler un chauffe-eau électrique avec des panneaux photovoltaïques permet de réaliser des économies financières assez intéressantes. En effet, les panneaux photovoltaïques sont en mesure de générer de l’électricité de manière autonome, et celle-ci est parfaitement en mesure d’alimenter le chauffe-eau électrique pour assurer son propre fonctionnement.
En plus de vous aider à réduire vos dépenses énergétiques, un chauffe-eau électrique compatible avec panneau photovoltaïque peut également vous permettre de réduire votre impact sur l’environnement. L’énergie qui alimente votre ballon d’eau chaude est produite à partir d’une ressource naturelle et illimitée : les rayons du soleil.
Cette solution d'autoconsommation offre la possibilité de réduire drastiquement le niveau d’émission de gaz à effet de serre associé à l’électricité (celle-ci nécessitant l’utilisation d’énergie fossile, comme le charbon, le pétrole ou le gaz pour être produite).
L'énergie solaire photovoltaïque est une ressource renouvelable et naturelle. Grâce à cette source d'énergie, un chauffe-eau électrique compatible photovoltaïque contribue à réduire la dépendance des foyers aux différents combustibles fossiles et permet de faire un pas significatif vers les énergies renouvelables. En outre, l’utilisation de ce type d’équipement permet de limiter la pollution atmosphérique et participe à l’amélioration de la qualité de l’air au quotidien.
Les panneaux solaires photovoltaïques ont une durée de vie moyenne d'environ 25 à 30 ans. Par ailleurs, ils ne nécessitent que peu d'entretien. Un chauffe-eau électrique compatible panneau photovoltaïque offre donc une solution durable pour chauffer l'eau sanitaire de votre logement de manière écologique et responsable.
Limitations et contraintes techniques à anticiper
Si l’utilisation d’un chauffe-eau électrique compatible avec des panneaux photovoltaïques présente des avantages très importants à connaître, celle-ci possède également quelques limites et contraintes à anticiper.
Les panneaux photovoltaïques, par exemple, peuvent être responsables d’une production d’électricité intermittente. En effet, la technologie sur laquelle repose cet équipement dépend en majeure partie du niveau d’ensoleillement et de la météo régionale et quotidienne. Selon la situation géographique du logement et/ou la saison, l’installation photovoltaïque peut ne pas suffire pour alimenter continuellement le chauffe-eau électrique de votre logement.
En fonction de la puissance du chauffe-eau électrique, celui-ci nécessitera d’être alimenté par un certain niveau d’électricité. Pour assurer cette production, il convient de disposer d’assez d’espace pour pouvoir installer la bonne surface de panneaux photovoltaïques. N’oubliez pas qu’un système sous-dimensionné peut engendrer l’effet inverse et annihiler les promesses d’économies d’énergie faites par ce type de solution.
Certains chauffe-eau électriques ne sont pas compatibles avec l’utilisation de panneaux photovoltaïques. L’installation et l’entretien de ce type d’équipement nécessitent des compétences techniques spécifiques.
Coûts et entretien
L’installation d’un chauffe-eau électrique couplé avec des panneaux photovoltaïques peut représenter un coût assez conséquent. Pour autant, cette solution est très efficace pour effectuer des économies d’énergie, et peut donc être facilement rentabilisée sur le long terme. En outre, certaines aides financières de l’État peuvent vous être octroyées pour vous aider à financer ce type de travaux énergétiques, en fonction de votre situation et des modifications à effectuer au sein de votre logement.
Le coût de votre nouveau système va être en grande partie impacté par la surface de panneaux photovoltaïques qui devra être installée, afin d’assurer le bon fonctionnement de votre chauffe-eau. Ce critère résulte de la puissance de la cuve d’eau chaude, de vos habitudes de consommation, de la surface de votre toit, mais également de la situation géographique de votre logement et de son niveau d’ensoleillement à l’année.
D’autres éléments essentiels entrent également en jeu pour optimiser le fonctionnement de vos panneaux photovoltaïques (l’orientation du panneau, son inclinaison, etc.). Afin de faire le choix le plus juste possible, nous vous recommandons vivement de faire appel à un installateur professionnel qui sera en mesure de vous conseiller au mieux sur la surface de panneau à installer pour votre chauffe-eau électrique et les critères complémentaires à prendre en considération.
À l’image d’un chauffe-eau thermodynamique ou d’un chauffe-eau solaire, un chauffe-eau électrique doit être entretenu, afin d’être en mesure de vous assurer de bonnes performances sur le long terme. Bien que son entretien par un professionnel ne soit pas obligatoire aux yeux de la loi, il reste vivement recommandé de prendre un rendez-vous avec un expert au moins une fois par an. Comptez plusieurs centaines d’euros par an pour assurer l’entretien de votre chauffe-eau électrique compatible avec panneaux photovoltaïques.
Types de chauffe-eau solaires
- Chauffe-eau solaire monobloc : Sur ce type de modèle, les capteurs et le ballon d’eau se trouvent au même endroit. Le réservoir se trouve au-dessus du panneau solaire thermique. Ce type de chauffe-eau solaire est simple à installer, puisqu’il s’agit d’un seul bloc à mettre en place à un seul endroit. C’est également le modèle le moins cher. En revanche, il est plus exposé aux variations de température selon la météo. En effet, le ballon d’eau se trouve à l’extérieur (sur le toit ou au sol), il est donc soumis aux intempéries comme la pluie et la neige.
- Chauffe-eau solaire à thermosiphon : Le fonctionnement de ce chauffe-eau solaire est comparable à celle du modèle monobloc. En effet, le ballon d’eau chaude est également situé au-dessus du panneau solaire. Toutefois, à la différence du chauffe-eau monobloc, le modèle à thermosiphon est formé de deux blocs séparés. Il est possible de placer le ballon dans les combles par exemple ou tout autre endroit situé au-dessus du capteur solaire. Cette installation permet de protéger le ballon des intempéries, mais elle reste relativement contraignante.
- Chauffe-eau solaire à circulation forcée : Avec ce type de chauffe-eau, il est possible d’installer le ballon d’eau chaude n’importe où dans la maison. Le capteur solaire et le ballon sont donc situés à distance, et le ballon n’est pas forcément placé en hauteur par rapport au capteur. La circulation du fluide caloporteur est assurée par une pompe électrique. C’est pour cette raison que ce type de pompe à chaleur est dit « à circulation forcée ».
Optimisation de l'autoconsommation
Selon un rapport de l’ADEME publié en janvier 2025, augmenter son taux d’autoconsommation de 25 % à 45 % peut améliorer la rentabilité d’une installation photovoltaïque résidentielle de 5 ans en moyenne. Cela suggère qu’une part significative de l’électricité produite était auparavant réinjectée dans le réseau.
Le surplus photovoltaïque apparaît lorsque les panneaux solaires produisent plus d’électricité que ce que le foyer consomme en temps réel. Plutôt que de perdre cette énergie ou de l’injecter gratuitement dans le réseau, il est possible de rediriger le surplus photovoltaïque vers le chauffe-eau. La rentabilité de cette démarche est généralement favorable, notamment avec l’augmentation constante des coûts énergétiques, faisant du couplage photovoltaïque-chauffe-eau une solution pertinente pour une transition énergétique domestique efficace.
Choisir le bon ballon d’eau chaude
Une installation photovoltaïque est conçue pour produire de l’électricité grâce à des panneaux solaires qui viennent capter le rayonnement solaire. Notez qu’il ne faut pas confondre une installation photovoltaïque qui produit de l’électricité avec une installation solaire qui chauffe l’eau d’un ballon d’eau chaude.
La facture d’électricité destinée à l’eau chaude représente 15 à 20% du montant total. Les chauffe-eau thermodynamiques sont capables de chauffer l’eau contenue dans la cuve grâce à une pompe à chaleur épaulée par une résistance électrique dans le cas où le système thermodynamique n’est pas assez efficace (températures basses, dysfonctionnement…). Les chauffe-eau électriques conçus pour chauffer l’eau à l’aide de résistance(s) électrique(s). L’alimentation d’un cumulus électrique avec une installation photovoltaïque en autoconsommation est d’autant plus avantageuse lorsque la résistance électrique est puissante et les consommations d’eau importantes. Certains chauffe-eau électrique offrent l’avantage d’être programmables grâce à l’application Cozytouch*.
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