Les systèmes utilisés pour la production d'ECS dans l'habitat individuel sont appelés Chauffe-Eau Solaire Individuel ou CESI.

Les CESI sont composés de capteurs solaires thermiques et d’un ballon de stockage d’eau chaude.

On distingue :

• Les systèmes par thermosiphon

Dans le système par thermosiphon, le ballon de stockage est situé au-dessus des capteurs. L’eau « froide » contenue dans le ballon de stockage est plus lourde que l’eau chaude réchauffée dans le capteur.  Elle descend donc vers le capteur en poussant l’eau réchauffée sans qu’une pompe soit nécessaire à la circulation.

Le système est très performant mais ne concerne que les climats sans risque de gel et  concerne donc particulièrement les TOM-DOM. Cependant, lorsque l’eau sanitaire est « dure » (dépôts de tartre) et agressive, il y aura entartrage et corrosion du ou des capteurs, préjudiciable au bon fonctionnement du CESI.

Lorsqu’il y a risque de gel ou lorsque l’eau est « dure » (calcaire), le transfert de chaleur entre le stockage et le capteur s’effectue par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur avec anti-gel et d’un échangeur dans le stockage.

La circulation du fluide caloporteur s’effectue naturellement par différence de densité entre le fluide chauffé par le soleil et le fluide plus froid stocké au point haut. Les tuyauteries entre le stockage et le capteur sont largement dimensionnées (vitesse de l’ordre de 0,1 [m/s]) pour limiter au maximum les pertes de charge.
On dit que la circulation est autorégulée : plus le ballon est froid par rapport au capteur, plus importante est la circulation et inversement.

En l’absence de soleil, un appoint, par exemple électrique, peut être réalisé dans le ballon de stockage.

Avantages :

• Simplicité de fonctionnement
• Peu de matériel mis en œuvre (pas de pompe, de régulation…)
• Coût avantageux

Inconvénients :

• Ballon soumis au risque de gel
• Peu esthétique
• Poids important à supporter pour la charpente

• Les systèmes par circulation forcée :

La circulation du fluide caloporteur entre le stockage et le capteur est assurée par l’intermédiaire d’une pompe (circulateur).

Le système par circulation forcée comporte, des capteurs, un groupe de transfert, un ballon de stockage avec appoint intégré (ou non intégré).

Les capteurs peuvent être installés au-dessus du stockage.

La circulation est gérée en fonction de la comparaison des températures dans le capteur et dans le ballon solaire.

En l’absence de soleil, un appoint électrique ou à partir d’une chaudière électrique, peut être réalisé dans le ballon de stockage

Avantages :

• Peu de risques de gel de l’eau du ballon de stockage
• Capteurs plus légers sur la charpente
• Plus esthétique en comparaison au thermosiphon

Inconvénients :

• Plus coûteux
• Plus de matériel à entretenir