(le contenu de cette page a t crit avec l'aimable autorisation de P. de Haut et du site Ecologie-Applique.)
Simple, et efficace, le chauffe-eau solaire individuel, fournit de l'eau chaude sanitaire et/ ou de chauffage en ralisant d'importantes conomies !
Depuis l'envole du cours des matires fossiles, ce qui tait vrai hier l'est encore plus aujourd'hui, surtout pour ceux qui se chauffent au fioul au gaz ou l'lectricit.
En constante amlioration depuis plus de 20 ans, les chauffe-eau solaires sont maintenant des quipements robustes et fiables.
 Fonctionnement
De faon plus professionnelle, des tuyauteries de couleur sombre (absorbeur), intgres dans des panneaux emprisonnant les calories grce un vitrage et une isolation adapts, transmettent l'eau (circuit direct) ou au liquide caloporteur (circuit changeur) qu'elles contiennent la chaleur absorbe.
Le vitrage laisse pntrer la lumire solaire et minimise les pertes par rayonnement infrarouge de l'absorbeur en utilisant l'effet de serre tout en limitant les pertes de chaleur avec l'air ambiant.
Le capteur solaire est d'autant plus performant que le revtement de l'absorbeur aura un coefficient d'absorption lev et un coefficient d'mission faible.
Les matriaux qui prsentent ces caractristiques sont dits "slectifs". Les performances du capteur sont encore amliores en isolant la face arrire du module.
2 fabricants en France proposent des capteurs pouvant remplir la fonction de toit couvrant, pour une meilleure intgration architecturale.
Un ballon d'eau chaude accumule et prserve cette eau chaude puis la restitue la demande.
Une pompe/ circulateur et un systme de vannes assurent la rgulation de l'installation et l'optimisation de la production de chaleur selon l'ensoleillement.
Equipement
1) Captage de l'nergie solaire
Un capteur solaire comprend :
• une plaque et des tubulures noires qui constituent l'absorbeur (reoit le rayonnement solaire et s'chauffe),
• un coffre rigide et thermiquement isol autour de l'absorbeur. (la partie suprieure, vitre, laisse pntrer le soleil et retient la chaleur comme une petite serre).
Cet ensemble peut tre plac sur un toit, ou au sol, avec quelquefois un dispositif d'orientation automatis qui suit la course du soleil).
2) Transport des thermies
C'est gnralement le circuit primaire qui s'en charge, sauf si le circuit est direct (sans changeur).
tanche et calorifug, il contient le plus souvent de l'eau additionne d'antigel. Ce liquide s'chauffe en passant dans les tubes du capteur avant d'tre envoy vers un ballon de stockage ou un circuit de dcharge, si sa temprature devient trop importante.
Lorsqu'il n'est pas possible d'installer les capteurs sur le toit pour des raisons d'exposition, d'esthtique ou autres, la solution sur chevalet, ou encore mieux sur abri intgr ou auvent peut se rvler intressante et d'un entretien facilit.
3) Restitution de la chaleur
C'est dans l'changeur thermique (ou serpentin), que le liquide caloporteur transmet ses thermies l'eau sanitaire ou de chauffage.
Le liquide primaire, refroidi, repart vers le capteur, o il est chauff nouveau tant que l'ensoleillement reste efficace.
4) Stockage de l'eau chaude
Le ballon solaire est une cuve mtallique bien isole qui rserve l'eau chaude obtenue et prserve limite son refroidissement. L'eau chaude soutire est immdiatement remplace par la mme quantit d'eau froide du rseau rchauffe son tour par le liquide du circuit primaire.
5) Circulation et rgulation du liquide primaire
La circulation du liquide peut tre naturelle ou force :
- dans les chauffe-eau solaires "en thermosiphon ", elle est naturelle,(dans ce cas le ballon est plac plus haut que les capteurs). Le liquide caloporteur circule grce sa diffrence de densit avec l'eau du ballon. Tant qu'il est plus chaud, donc moins dense qu'elle, il s'lve naturellement par thermorgulation.
- dans les chauffe-eau solaires circulateur, c'est une petite pompe lectrique qui met en mouvement le liquide caloporteur uniquement lorsqu'il est plus chaud que l'eau sanitaire du ballon.
Un dispositif de rgulation renseign par des sondes gre les diffrences de tempratures (si la sonde du ballon est plus chaude que celle du capteur, le circulateur est arrt. Dans le cas contraire, il est remis en route et le liquide primaire rchauffe l'eau sanitaire du ballon.
Dans les 2 cas, il est utile de prvoir une boucle de dcharge, dispersant dans la terre un chauffement trop important qui risquerait d ‘endommager le dispositif)
6) Rchauffeur complmentaire
En cas d'insuffisance d'ensoleillement (hiver, demi-saison, longue priode de mauvais temps), ou de soutirage d'eau chaude suprieur la capacit de production, l'nergie solaire ne peut alors assurer la totalit de sa production.
Le ballon est donc quip d'un chauffage d'appoint qui prend le relais en cas de besoin, et reconstitue le stock d'eau chaude :
- rsistance (appoint lectrique), souvent place mi-hauteur du ballon solaire,
- serpentin (appoint hydraulique), raccord une chaudire crales, bois, gaz, fioul... installe aprs le ballon, ou l'eau est malgr tout prchauffe.
Un second ballon pourvu d'un rchauffeur lectrique peut galement servir d'appoint.
Ce tableau qui vous guidera dans le choix de la superficie des capteurs et le volume du ballon installer (pour une consommation journalire de 50 60 litres d'eau chaude 45 °C par personne et une couverture des besoins par le solaire comprise entre 50 et 70 %.)
Nombre d'occupants |
1 ou 2 |
3 ou 4 |
5 ou 6 |
7 ou 8 |
Volume du ballon solaire
avec appoint (en litres) |
100 150 |
100 250 |
250 350 |
350 500 |
Volume total du ballon sans appoint
(en litres) |
100 250 |
250 400 |
400 550 |
550 650 |
Ces valeurs sont adapter selon l'ensolleillement des zones d'installation.
Source ADEME
Intrt financier
Il existe aujourd'hui de relles difficults pour les particuliers intresss par l'installation d'un chauffe-eau solaire de regrouper toutes les informations ncessaires sur le cot, les aides rgionales, le prix des matriaux...
D'autant plus que chaque cas est particulier (localisation, orientation des toitures, nombre d'utilisateurs, systme prcdent d'eau-chaude sanitaire...)
Le site Clicsolaire.fr est un site web au concept novateur qui vous permetta d'obtenir en quelques clics le cot et la rentabilit d'un chauffe-eau solaire via golocalisation (technologie Google Maps).
- 1re tape, vous inscrivez votre adresse, ce qui fera afficher une vue arienne de votre maison,
- 2me tape, vous affinez l'orientation de la toiture de votre maison envisage pour l'intallation car le positionnement de vos capteurs solaires selon la course du soleil est videmment le premier point prendre en compte pour dterminer le rendement thermique de votre chauffe-eau solaire et donc sa rentabilit financire,
- 3me tape, vous indiquez le systme de chauffe-eau dj existant et le nombre d'utilisateurs rguliers...
En quelques secondes, ce logiciel est capable de calculer :
- le nombre d'heures d'ensoleillement de la toiture ou du support qui accueillera vos panneaux.
- le nombre de kWh annuels produits par m² de panneaux,
- le cot de l'installation compte tenu de la surface de panneaux ncessaires pour assurer vos besoins en eau chaude sanitaire,
- le montant total des aides locales et nationales auxquelles vous pouvez prtendre.
- le montant annuel des conomies ralise compte-tenu de votre chauffe-eau actuel,
- le nombre d'annes qui vous permettra de rentabiliser votre investissement...
Muni de ces renseignements, et au del de ce que les installateurs vous font miroiter, vous pourrez juger de l'opportunit de ce type d'quipement...
Pour en savoir plus sur le chauffe-eau solaire
Consulter le dossier complet du chauffe-eau solaire sur le site "Ecologie-Applique"
Pour ceux qui ne sont pas encore quips
Nous vous recommandons l'ouvrage suivant qui prsente en dtail ce systme de chauffage solaire de l'eau :
Editions Eyrolles - prix librairie 9 .
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