Solaire thermique

Solaire thermique

Utiliser la chaleur fournie par le soleil! Les systèmes solaires thermiques sont utilisés pour chauffer un fluide, à des fin de chauffage, c'est le système solaire combiné (SSC), ou de production d'eau chaude sanitaire (ECS), c'est le chauffe eau solaire individuel (CESI).
Le principe
Le capteur solaire orienté de préférence vers le Sud avec une inclinaison de 30° à 60°, il comprend :

•une plaque et des tubes métalliques noirs. Ils constituent l’absorbeur. C’est le cœur du «système solaire », qui reçoit le rayonnement solaire et s’échauffe ;

•un coffre rigide et thermiquement isolé entourant l’absorbeur. Sa partie supérieure,

vitrée, laisse pénétrer le soleil et retient la chaleur comme une serre.

Le circuit primaire transporte la chaleur. Etanche et calorifugé, il contient de l’eau souvent additionnée d’antigel. Ce liquide s’échauffe en passant dans les tubes du capteur, et se dirige vers un ballon de stockage.

Là un échangeur thermique, cède ses calories solaires à l’eau. Le liquide primaire, refroidi, repart vers le capteur, où il est chauffé à nouveau tant que l’ensoleillement reste efficace.

Le ballon solaire est une cuve métallique isolée, qui constitue la réserve d’eau.

En règle générale la circulation du fluide dans la circuit primaire se fait par une petite pompe électrique, le circulateur , il met en mouvement le liquide caloporteur quand il est plus chaud que l’eau du ballon. Son fonctionnement est commandé par un dispositif de régulation jouant sur les différences de températures : si la sonde de température du ballon est plus chaude que celle du capteur, la régulation coupe le circulateur. Sinon, le circulateur est remis en route et le liquide primaire réchauffe l’eau du ballon.

 

Partout en métropole, on doit faire face à des périodes défavorables (hiver, demi-saison, longue période de mauvais temps). L’énergie solaire ne peut alors assurer la totalité de la production d’eau chaude. Aussi, le ballon est équipé d’un dispositif d’appoint qui prend le relais en cas de besoin, et reconstitue le stock d’eau chaude. Il peut s’agir :

• d’une résistance (appoint électrique), souvent placée à mi-hauteur du ballon solaire ;

• d’un serpentin (appoint hydraulique) raccordé à une chaudière (gaz, fioul, bois) située en aval du ballon. Un second ballon pourvu d’un réchauffeur électrique peut également servir d’appoint.

Le SSC

En ce qui concerne le chauffage solaire, le principe est le même, hormis le fait que le ballon est généralement surdimensionné afin de stocker un maximum de calories et ainsi faire face à des demandes plus importantes que pour la simple production d'eau chaude sanitaire. Il en va de même pour la surface de capteurs.

 

Pour le SSC il faut respecter quelques règles:

  • ce type d'installation ne peut se faire que dans le cadre d'une réflexion globale sur la performance énergétique du bâtiment, il est nécessaire de réduire les besoins de chauffage par une bonne isolation.
  • le chauffage se fera par des émetteurs basse température : plancher chauffant, radiateurs basse température ou surdimensionnés.
  • L'inclinaison des capteurs sera différente de celle d'un CESI. Lorsque l’on fait du chauffage solaire, on cherche à bénéficier d’un maximum de rayonnement solaire en hiver. Ainsi pour les installations de chauffage solaire, il est préférable (lorsque cela est possible) d’approcher les 60° d’inclinaison qui permettent une bonne réception du flux solaire en hiver, et offre une inclinaison suffisante en été pour les simples besoins d’eau chaude sanitaire en évitant les problèmes de « surchauffe ».
Production attendue

Le chauffe eau solaire individuel permet de couvrir de 50 à 70% des besoins d'eau chaude sanitaire.

Le système solaire combiné permet quant à lui de couvrir de 20 à 40% des besoins de chauffage et peut couvrir la quasi totalité des besoins d'ECS.

 

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