Solaire thermique

Technique des panneaux solaires thermiques

Chauffe-eau solaire à tubes sous vide.

Il existe principalement trois types de panneaux solaires thermiques : les capteurs plans non-vitrés de l’eau circule dans un absorbeur, généralement noir, ouvert à l’air;

les capteurs plans vitrés

un fluide caloporteur circule dans un absorbeur, à l’intérieur d’un caisson vitré sur la face exposée au soleil, et isolé sur les autres. Ces capteurs, à la fois simples et performants, peuvent être auto-construits;

les collecteurs à tubes sous vide

ces capteurs sont plus complexes ; chaque élément est constitué de deux tubes de verre concentriques, isolés par le vide. Le fluide caloporteur circule dans un dispositif placé dans le tube central. La très bonne isolation thermique fournie par le vide limite les déperditions, ce qui permet d’atteindre de plus hautes températures lorsque l’écart de température avec l’extérieur est important, donc notamment en hiver, ou sous des climats froids. Les tubes ont un revêtement interne permettant de capturer plus de 95 % de l’énergie solaire.[réf. souhaitée]

Constitution

Un capteur plan auto-construit, monté en façade. Vitrage: polycarbonate en alvéoles,

Un chauffe-eau solaire est constitué de plusieurs organes :

des panneaux solaires (ou capteurs solaires thermiques) qui captent l’énergie du rayonnement solaire en chauffant un fluide caloporteur (eau ou antigel) dans un circuit primaire. Ce dernier est chargé d’acheminer les calories récupérées jusqu’au réservoir;

un réservoir d’eau chaude (ou ballon d’eau chaude) dans lequel un volume d’eau est chauffé par le liquide caloporteur à travers un échangeur thermique, souvent un serpentin de cuivre. Cet organe peut venir aussi en 2 parties: 1 échangeur de chaleur et un réservoir d’eau chaude, ceci peut permettre la réutilisation d’un cumulus

un dispositif de chauffage d’appoint peut être intégré au réservoir, sous forme d’une résistance électrique ou de liaison à une chaudière à gaz, au fioul ou au bois. Il est utile lorsque l’énergie solaire ne suffit pas aux besoins. L’appoint peut (très exceptionnellement dans les régions à climat tempéré ou océanique) être évité avec une plus grande installation pour pallier les creux ou en adaptant[réf. souhaitée] la façon dont on utilise l’eau chaude.

un vase d’expansion sur le circuit primaire, assure la sécurité du matériel, il permet de compenser la dilatation thermique du fluide. Il prend la forme d’un petit réservoir métallique ; une soupape de sécurité est impérative dans un circuit fermé, dans le cas où elle ne serait pas intégrée à celui-ci. Un vase d’expansion à l’air libre (simple bidon en plastique) placé au point haut résout les problèmes de dilatation et de sécurité en cas de surchauffe (pas de vidange de fluide caloporteur). le vase d’expansion peut être remplacé directement par l’échangeur de chaleur dans le cas d’un système “drain back” ou auto-vidangeable, donc à pression atmosphérique

on adjoint un circulateur sur le circuit primaire, une pompe mue par un moteur électrique, lorsqu’il s’agit de matériel en « circulation forcée ».

Autrement si le réservoir est placé plus haut que le panneau solaire, il n’est pas nécessaire d’utiliser une pompe. La circulation de l’eau dans le circuit primaire se fait par thermosiphon si la température de l’eau dans le panneau est assez élevée (par rapport à celle du reste de la boucle primaire) pour amorcer la circulation.

 

Un grand avantage est que la circulation s’arrête pendant la nuit, sans besoins d’un dispositif anti-retour, d’une pompe et d’un système de contrôle. L’inconvénient est que le débit est très réduit par rapport à la circulation forcée, réduisant nettement l’efficacité du système. La simplicité se paie par une perte de rendement.

Pas de commentaire.

Ajouter un commentaire