II.2.3. Chauffe eau solaire
Un chauffe-eau solaire est généralement
constitué de trois parties :
· Un capteur (A), qui transforme le rayonnement solaire en
chaleur,
· Un groupe de transfert (B), qui assure la circulation et
la régulation,
· Une unité de stockage(C).
Schéma : les trois parties d'un chauffe-eau
solaire
Figure 14: Les trois parties d'un chauffe-eau
Un chauffe-eau solaire peut fonctionner " en
thermosiphon " sans groupe de transfert. Dans un tel système, le
fluide caloporteur réchauffé par le soleil dans les capteurs se
dilate et, plus légère, monte naturellement vers le ballon de
stockage situé au dessus. Les systèmes en thermosiphon sont
généralement moins chers puisqu'ils ne nécessitent aucun
dispositif de circulation ou de contrôle, mais l'unité de stockage
doit être obligatoirement positionnée au dessus du capteur.
Schéma : Chauffe-eau solaire en
" thermosiphon
Figure 15: Chauffe-eau solaire en thermosiphon
Les capteurs solaires
Les capteurs solaires peuvent être classés en
trois catégories : le capteur plan, le capteur sous vide et les
capteurs simplifiés.
Le capteur plan
Figure 16 : Capteur plan.
C'est le capteur solaire le plus couramment utilisé. Il
comprend un coffre isolant(C), à l'intérieur duquel est
disposée une feuille métallique noire (B) destinée
à absorber l'énergie solaire. Un fluide caloporteur circule dans
des tuyaux (D), en contact avec cette surface absorbante, et
prélève la chaleur reçue du soleil. Le coffre est
fermé par une couverture transparente (A) afin de réduire les
déperditions thermiques.
La plupart des capteurs plans vitrés permettent des
gains de température allant jusqu'à 70°C par rapport
à la température ambiante et sont de ce fait parfaitement
adaptés à la production d'eau chaude.
Le capteur sous vide
Figure 17 : Capteur sous vide
Le capteur sous vide est constitué d'une série
de tubes de verre sous vide à l'intérieur desquels se trouve un
absorbeur avec un circuit hydraulique, qui capte l'énergie solaire et la
transfère au fluide caloporteur. Grâce aux
propriétés isolantes du vide, les déperditions de chaleur
sont faibles. Ainsi, on peut obtenir des gains de température de
100°C et plus. Ce type de capteur est particulièrement bien
adapté aux applications nécessitant des hautes
températures.
Les capteurs simplifiés
Les capteurs simplifiés sont généralement
constitués d'un absorbeur noir en matière synthétique sans
coffre ni couverture transparente.
Le groupe de transfert
Le groupe de transfert est composé de tous les
éléments nécessaires pour transférer la chaleur des
capteurs à l'unité de stockage dans les meilleures conditions. Il
est composé d'une pompe pour faire circuler le fluide caloporteur et
d'un système de régulation pour mettre en marche la pompe quand
cela est nécessaire.
L'unité de stockage
Un ballon de stockage bien isolé maintient l'eau en
température jusqu'à ce qu'elle soit utilisée.
Un chauffe-eau solaire ne peut pas fournir de l'eau chaude en
cas de faible ensoleillement. Dans ce cas, il faut se servir d'un chauffe-eau
d'appoint utilisant une source d'énergie conventionnelle (gaz, fioul,
électricité, bois). Il est préférable de
séparer le chauffe-eau d'appoint du système solaire et l'utiliser
ponctuellement pour remonter la température de l'eau sortant de
l'unité de stockage.
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