Technologie

Composants

• Le capteur solaire

  Elément central d’une installation solaire, l’absorbeur est un corps métallique à revêtement noir traversé de tubes. Comme son nom l’indique, il absorbe l’énergie du rayonnement solaire et la convertit en chaleur. Une plaque de verre et une isolation thermique empêchent les pertes de chaleur. Un fluide (la plupart du temps un mélange d'eau et de glycol  pour protection contre le gel) circule dans l'absorbeur et amène la chaleur vers un accumulateur qui permet de stocker le liquide. La chaleur solaire est transmise à l'accumulateur par un échangeur et utilisée pour le (pré)chauffage de l’eau sanitaire ou pour le chauffage central.

• L’accumulateur

  Puisque l’offre en énergie solaire et la demande en chaleur ne coïncident que très rarement, il est nécessaire de stocker la chaleur du soleil. Dans les installations destinées au chauffage de l’eau chaude sanitaire, c’est en lieu et place du chauffe-eau traditionnel (boiler) qu’un accumulateur sera installé, plus grand et équipé des raccordements et équipements nécessaires. Pour les installations sur maison individuelle, il contiendra  environ 300 à 500 litres. Un accumulateur légèrement plus grand sera employé dans les installations solaires de chauffage d’appoint. 

• La régulation

  Le régulation d’une installation solaire est simple. Le système de régulation compare la température du capteur à celle de l’accumulateur. Si elle est supérieure dans le capteur, la pompe se met en marche et la chaleur est amenée dans l'accumulateur. Lorsque la température du capteur passe en-dessous de celle du stockage, la pompe s'arrête. La température de l’accumulateur est mesurée en bas, à l’endroit le plus froid. Ceci permet de longues durées d’utilisation de l’installation solaire. Des fonctions de sécurité protègent l’accumulateur et les capteurs contre les surchauffes. La commande enclenche automatiquement le chauffage d’appoint lorsque l’apport de chaleur solaire est insuffisant. 

Types de capteurs

• Capteurs plans vitrés

  • Idéal pour le chauffage de l’eau entre 30 °C et 60 °C.
  • Indiqué aussi bien pour le chauffage de l’eau que pour le chauffage d’appoint.
  • Les capteurs plans vitrés sont très répandus dans les bâtiments d’habitation, industriels et de services.
  • Ils peuvent être intégrés à des toits inclinés et des façades ou encore érigés sur des toits plats ou au sol.
  • On peut compter sur une durée de vie de plus de 25 ans.
  • Apport énergétique annuel moyen par m² de capteur en fonction du type d’installation et de  l’emplacement (kWh/an): 

  Type d'installation	Plateau	Alpes
  Installation solaire compacte pour le chauffage de l'eau	330 kWh à 540 kWh	440 kWh à 720 kWh
  Préchauffage de l'eau (immeuble locatif)	420 kWh à 590 kWh	550 kWh à 740 kWh
  Chauffage de l'eau et chauffage d'appoint	250 kWh à 310 kWh	380 kWh à 530 kWh

• Capteurs non vitrés (absorbeurs)

  • Absorbeur métallique (avec revêtement sélectif) ou absorbeur en plastique.

  • Idéal pour le chauffage de l’eau entre 10 °C et 40 °C au-dessus de la température extérieure.

  • Indiqué pour le chauffage de piscine et le préchauffage de l’eau.

  • L’utilisation des capteurs non vitrés se limite à des températures relativement faibles. On observe des déperditions thermiques importantes et une diminution du rendement lors de l’utilisation à des températures plus élevées, car il n’y a pas de vitrage et d’isolation thermique.

  • La recharge de sondes géothermiques et des réservoirs de stockage de glace représentent d'autres domaines d’utilisation, aussi dans le cas des capteurs combinés photovoltaïques et thermiques (PVT) 
    
    
  • Le montage se fait sur des toits plats ou inclinés. Une protection contre le vent augmente l’efficacité.

  • La durée de vie avoisine les 30 ans.  

  • Les installations solaires à capteurs non vitrés fournissent annuellement de 250 kWh/m² à 700 kWh/m² selon les conditions.

• Capteurs à tubes sous vide

  • Idéal pour la préparation de l’eau chaude jusqu’à 100 °C.
  • Indiqué aussi bien pour des procédés techniques que pour le chauffage de l’eau et le chauffage d’appoint.
  • L’absorbeur est placé sous vide dans un tube de verre. Le vide constitue un puissant isolant thermique, aussi on n’observe que peu de déperditions thermiques aux températures élevées.
  • Les capteurs à tubes sous vide fournissent les rendements annuels les plus élevés.
  • Idéal si les capteurs ne sont pas orientés de façon optimale (par ex. en façade), car les absorbeurs peuvent être orientés en direction du soleil à l’intérieur même des tubes.
  • Il faut prêter attention à la résistance du verre dans les zones exposées à la grêle.
  • Durée de vie : 20 ans.
  • Des installations de chauffage de l’eau et d’appoint de chauffage équipées de capteurs à tubes sous vide fournissent un rendement 1,2 à 1,4x plus élevé qu’avec des capteurs plans.

Particularités