Ballon tampon solaire : types, prix et installation
Un ballon tampon solaire est un système de stockage d’eau chaude produite avec le surplus d’énergie solaire de panneaux solaires thermiques ou hybrides. Selon les besoins du logement, différents types de ballon tampon solaire sont disponibles pour stocker de l’eau chaude sanitaire (ECS) et/ou alimenter le système de chauffage central. Découvrez les spécificités du ballon tampon solaire (tailles de réservoir, de matériaux et de technologies), les prix moyens et les critères de choix pour bien équiper son logement.
Fonctionnement du ballon tampon solaire : comment ça marche ?
Un ballon tampon solaire fonctionne sur le même principe qu’un ballon tampon classique. A savoir, un système de stockage d’eau chaude produite à partir du surplus de chaleur d’une chaudière bois, d’une pompe à chaleur (PAC), ou dans le cas qui nous intéresse à partir de panneaux solaires thermiques ou de panneaux solaires hybrides (mix de panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité, et de thermique pour la chaleur).
L’installation d’un ballon tampon solaire peut se faire :
- dans le cadre d’un système solaire combiné (SSC) pour assurer la production d’ECS et de chauffage. Généralement, un chauffage d'appoint prend obligatoirement le relais pour couvrir 100 % des besoins énergétiques : chauffage au bois (chaudière biomasse, chaudière au bois / granulés, inserts ou poêle), ou une PAC air-eau ;
- en relais d’un chauffe-eau solaire pour stocker le surplus de chaleur thermique produite.
Visuellement, un ballon tampon solaire ressemble à un chauffe-eau classique. Il se compose d’un réservoir cylindrique recouvert d’une couche isolante, et dans lequel est stockée l’eau chaude produite à partir de l’énergie solaire thermique captée par les panneaux solaires.
Le transfert de l’énergie solaire vers le ballon tampon est assuré par des échangeurs de chaleur (1 ou 2 selon les modèles) en forme de serpentins situés à l’intérieur de la cuve et reliés aux panneaux:
- Les capteurs solaires thermiques des panneaux canalisent l’énergie solaire et la transfèrent à un fluide antigel (eau + glycol) circulant dans les panneaux ;
- Le fluide ou liquide caloporteur transporte la chaleur dans le ou les serpentins du ballon tampon solaire ;
- L’eau stockée dans la cuve du ballon tampon monte en température ;
- Le liquide caloporteur repart vers les panneaux pour un nouveau cycle.
Selon le modèle de ballon, l'eau chaude de la cuve sert à alimenter en complément soit les équipements de chauffage central (plancher chauffant, radiateurs à eau), soit les sanitaires, ou les deux (système combiné).
Un ballon tampon solaire permet ainsi de faire des économies d’énergie : l’eau chaude produite à partir de l’énergie solaire est utilisée lorsque les panneaux photovoltaïques sont à l’arrêt.
Prix des meilleurs ballons tampons solaires : par type
Les tarifs des ballons tampons solaires disponibles sur le marché varient en fonction de différents facteurs : la taille de la cuve (200L, 300L, 500L, etc.), les usages (ECS, chauffage ou système de ballon combiné), de la marque, etc.
Le ballon solaire combiné : le double ballon tampon ECS et chauffage
Ce type de ballon solaire sert à stocker de l’eau chaude pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire.
- L'ancien modèle de ballon tampon solaire combiné était composé d’une double cuve en ‘tank in tank’ où l’eau stockée dans le 1er réservoir servait à réchauffer l’eau de la seconde cuve. Cette technique n’est pas sans rappeler le procédé de la cuisson au bain-marie.
Désormais avec les évolutions technologiques, le dernier modèle de ballon tampon solaire ECS combiné se compose d’un unique réservoir dans lequel sont immergés deux échangeurs thermiques (serpentins) :
- un serpentin en inox positionné en haut de la cuve, pour produire de l’eau chaude sanitaire dès l’ouverture d’un robinet. Ce mode de fonctionnement à la demande est similaire au chauffe-eau instantané. L’ECS ne stagne pas dans la cuve, ce qui limite les risques de légionellose ;
- le second serpentin est placé en bas de la cuve pour produire de l’eau chaude en appoint d’énergie d’un chauffage central (chaudière ou pompe à chaleur).
Ce type de ballon est appelé ballon tampon solaire hygiénique car il n’y a aucun mélange entre l’eau de chauffage et l’eau chaude sanitaire.
Voici un tableau comparatif de prix de ballon tampon solaire combiné (ECS/chauffage solaire) en 2023 :
| Modèles | Marques | Capacité du réservoir | Caractéristiques | Tarifs moyens |
|---|---|---|---|---|
| Ballon tampon solaire combiné hygiénique | Onsen | 300 L à 2000 L |
| Entre 2 250 € et 5 500 € |
| Ballon tampon solaire combiné ‘tank in tank’ | Regulus | 300 L à 750 L |
| Entre 3 800 € et 4 700 € |
| Ballon tampon solaire combiné ECS ‘tank in tank’ | Onsen | 300 L à 1000 L |
| Entre 1 990 € et 5 300 € |
Prix relevés en novembre 2023 sur les sites internet d’enseignes de vente spécialisées en équipements de production d'énergie solaire
Le ballon tampon solaire pour le chauffage
Le ballon tampon solaire chauffage assure, comme son nom l’indique, l’alimentation du circuit de chauffage central. Généralement, le ballon vient en complément d’un système centralisé type chaudière bois ou pompe à chaleur.
D’un point de vue fonctionnel, les meilleurs ballons tampons solaires pour chauffage intègrent la stratification : un mode qui leur permet de séparer l’eau froide et l’eau chaude produite à l’intérieur de la cuve. Ce qui permet de chauffer des équipements à différentes températures (30°C pour le plancher chauffant et 40°C pour les radiateurs).
| Modèles | Marques | Capacité du réservoir | Caractéristiques | Tarifs moyens |
|---|---|---|---|---|
| Ballon tampon solaire chauffage stratifié BTSPS300 | Solaire Diffusion | 300 L à 2000 L |
| Entre 1 500 € et 3 100 € |
| Ballon tampon solaire chauffage stratifié | Stiebel Eltron | 400 L |
| 1 800 € |
| Ballon tampon solaire combiné chauffage stratifié | Roth | 850 L |
| 6 300 € |
Prix relevés en novembre 2023 sur les sites internet d’enseignes de vente spécialisées en équipements de production d'énergie solaire
Les simples ballons solaires ECS
Le ballon tampon solaire pour eau chaude sanitaire permet de produire et de stocker de l’eau chaude lorsque l’énergie solaire est disponible, puis de la distribuer en décalé lors de l’ouverture d’un robinet.
Au même titre qu’un ballon tampon pour chauffage, ce type de ballon solaire est très pratique en relais d’une chaudière ou en tant que ballon tampon d’une pompe à chaleur.
Voici un comparatif de prix de ballon solaire ECS en 2023 :
| Modèles | Marques | Capacité du réservoir | Caractéristiques | Tarifs moyens |
|---|---|---|---|---|
| Ballon tampon solaire ECS D575 | Thermor | 200 L à 300 L |
| Entre 1 100 € et 1 700 € |
| Ballon tampon solaire ECS | Onsen | 150 L à 2 000 L |
| Entre 1 060 € et 7 999 € |
| Ballon tampon solaire ECS | Onsen | 150 L à 2000 L |
| Entre 2 999 € et 15 199 € |
Prix relevés en novembre 2023 sur les sites internet d’enseignes de vente spécialisées en équipements de production d'énergie solaire
Ballon tampon solaire ECS ou chauffe-eau thermodynamique ?
Déjà équipé de panneaux photovoltaïques ? Vous pouvez produire de l'eau chaude à moindre coût via le chauffe-eau thermodynamique.
Avis sur la ballon tampon solaire : est-ce un bon achat ?
La facture de chauffage et d’ECS représente en moyenne 66 % des dépenses d’énergie d’un ménage en France.
C’est pourquoi, les solutions de chauffe à économie d’énergie (pompe à chaleur, chauffage au bois, etc.) sont de plus en plus populaires pour leur performance et leur rendement sur le court terme.
Quid d’un ballon tampon solaire associé à une installation de panneaux solaires thermiques ?
Quelles économies d’énergie espérer ?
Selon l’Ademe (Agence de la transition écologique), l’utilisation de l’énergie solaire thermique permet de réaliser jusqu’à 70 % d’économies d’énergie annuelle en moyenne.
En effet, l’énergie solaire est une énergie gratuite et renouvelable, ce qui permet de réduire considérablement le recours aux énergies fossiles polluantes et chères (gaz, fioul et électricité).
A titre d’exemple, un ballon tampon dans un système solaire combiné permet de couvrir entre 40 % et 60 % des besoins en chauffage du logement (source Ademe) selon la zone géographique d’habitation. Avec un chauffe-eau solaire, le taux de couverture est de 80 % en moyenne voire 100 % en période estivale.
D’autre part, l’installation d’un ballon tampon solaire permet de réduire le cycle de fonctionnement d’une pompe à chaleur ou d’une chaudière. L’eau chaude stockée permet d’alimenter les radiateurs, planchers chauffants ou robinets de manière continue sans perte de confort thermique.
En combien de temps c’est rentable ?
En moyenne, l’investissement dans un ballon tampon solaire peut représenter un coût élevé. En globalité, il faut compter entre 10 000 € et 20 000 € pour le prix d’un ballon tampon solaire associé à des panneaux solaires thermiques en fonction de la surface à couvrir.
Ce coût élevé peut être rentabilisé rapidement au vu des économies réalisables à l’année : jusqu’à 70 % d’économies d’énergie, ce qui peut représenter plusieurs centaines d’euros sur la facture d’électricité ou de gaz.
En moyenne, l’investissement dans un ballon tampon solaire peut représenter un coût élevé. En globalité, il faut compter entre 10 000 € et 20 000 € pour le prix d’un ballon tampon solaire associé à des panneaux solaires thermiques en fonction de la surface à couvrir.
Toutefois, la la rentabilité d’un ballon tampon solaire dépend de plusieurs facteurs :
- La zone géographique d’habitation, car il peut y avoir de grandes disparités de taux d’ensoleillement entre le nord et le sud de la France et in fine de différences de rendement entre les appareils. Certaines villes du Sud-Est présentent des taux d’ensoleillement parmi les plus élevés à l’année ;
- La période de l’année, sachant qu’en période estivale, un ballon tampon solaire associé à un chauffe-eau solaire peut couvrir 100 % des besoins énergétiques du logement. En hiver, un chauffage d’appoint est nécessaire, même si le ballon tampon montre aussi toute son utilité en optimisant au maximum le rendement des panneaux solaires. En effet, il produit de l’eau chaude au moment de la journée où l’ensoleillement est le plus important et la stocke, ce qui permet de l’utiliser en fin de journée lorsque le soleil n’est plus là.
- L’orientation et le dimensionnement des panneaux solaires thermiques associés au ballon tampon. L’inclinaison des panneaux sur le toit doit être optimale pour capter le maximum de rayons du soleil. Tout comme le choix de la puissance qui doit correspondre aux besoins du logement ;
- La compatibilité des émetteurs de chauffage, sachant qu’un ballon tampon solaire fonctionne obligatoirement avec des chauffages à basse température (radiateurs à eau, plancher chauffant à eau) ;
- L’isolation thermique du logement : plus le logement est isolé, plus le taux de couverture du ballon solaire est important. Aussi, avant toute installation de panneaux solaires et d’un ballon tampon, il est vivement recommandé de réaliser des travaux de rénovation énergétique.
Y a-t-il des aides à l’achat ?
Le particulier peut obtenir plusieurs aides à la rénovation énergétique à l’installation d’un ballon tampon solaire en relais d’un chauffe-eau solaire ou dans un système solaire combiné.
| Nom du dispositif | Montants moyens de l'aide | Conditions d'éligibilité |
|---|---|---|
| MaPrimeRenov' | Entre 2 000 € et 10 000 € |
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| Prime CEE (Certificat d'économies d'énergie) "Coup de pouce chauffage" | De 500 à 5 000 € |
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| TVA à taux réduit | Application d'un taux réduit de 5,5 % |
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| Éco-prêt à taux zéro | Jusqu'à 15 000 € d'emprunt à 0 % d'intérêt |
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| Aides des collectivités territoriales | Montants variables en fonction de la région d'habitation | Pour plus d'informations, se renseigner directement auprès de formulaire de recherche de l'Agence nationale pour l'information sur le logement (ANIL) |
| Dispositif Denormandie | Crédit d'impôt représentant une réduction de 12 à 21 % de l'impôt sur le revenu |
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| Exonération taxe foncière | 50 à 100 % de réduction en fonction du montant des travaux énergétiques dans un logement ancien (antérieur à 1989) |
|
A noter que certains critères techniques des appareils de chauffage solaires doivent être respecter :
- la taille du ballon solaire doit être à minima de 300 L ;
- la performance énergétique doit être supérieure à 82 %.
Avis des particuliers sur l’usage d’un ballon tampon solaire : avantages et inconvénients
| 👍 Avantages | 👎 Inconvénients |
|---|---|
| Utilisation d'une énergie gratuite et renouvelable | Prix de l'équipement seul élevé : entre 1 500 € et 8 000 € en moyenne |
| Jusqu'à 70 % d'économie d'énergie | Taille du réservoir adaptée à des besoins énergétiques importants : entre 150 L et 2 000 L |
| Prise en charge jusqu'à 60 % des besoins en chauffage selon la taille du ballon | Performance énergétique qui dépend des conditions climatiques : élevée avec un bon taux d'ensoleillement, faible en hiver / pluie |
| Installation facile, similaire à un chauffe-eau classique | Installation possible uniquement en maison individuellle plutôt qu'en appartement ou copropriété |
| Installation d'un chauffage d'appoint obligatoire |
Comment bien choisir un ballon tampon solaire ?
Plusieurs critères rentrent en ligne de compte pour sélectionner le ballon tampon solaire idéal pour répondre aux besoins énergétiques du logement :
- le type d’usage réservé au ballon tampon solaire : eau chaude sanitaire, eau du chauffage ou les deux ?
- le volume du réservoir en fonction du nombre d’occupants dans le logement et de la puissance des panneaux solaires thermiques. En général, un ballon tampon solaire dispose d’une grande capacité de stockage, entre 150 L et 2000 L, afin de répondre à des besoins importants. 1 m2 de panneaux suffit pour chauffer 100 L d’eau dans un logement bien isolé. Soit pour une famille de 4 personnes avec 2 m2 de panneaux, comptez sur un ballon tampon solaire de 200 L ;
- l’épaisseur de la couche d’isolant de la cuve : entre 30 mm pour les ballons tampons solaires installés dans un local très bien isolé, à une couche de 100 mm pour les ballons installés dans une pièce avec une isolation très moyenne ;
- le matériau de la cuve : entre l’acier au carbone un matériau résistant et léger, l’acier émaillé reconnu pour ses propriétés hygiéniques (protection contre la légionellose et la rouille), l’inox qui est un matériau avec de hautes propriétés anti-corrosion.