L'ENERGIE SOLAIRE THERMIQUE OFFRE PLUSIEURS POSSIBILITES

PRINCIPE SIMPLE

Le principe de fonctionnement d’un chauffe-eau solaire est simple. Le soleil donne sur les capteurs solaires et la lumière du soleil y est convertie en énergie thermique par une surface d’absorption. Dans les capteurs solaires circule un fluide de transport qui absorbe cette énergie thermique. Le liquide de transport circule entre les capteurs et le ballon accumulateur avec de l’eau (sanitaire). On parle également de circuit primaire.

Une fois arrivé dans le ballon accumulateur, le fluide de transport transmet la chaleur absorbée via un échangeur thermique à l’eau (sanitaire). Le ballon accumulateur même est un réservoir isolé maintenant l’eau de consommation à température jusqu’à ce qu’il y ait une demande d’eau. L’eau de consommation chaude est tirée en haut, tandis que de la nouvelle eau froide est amenée en bas (on observe une stratification de température, car l’eau chaude est plus légère que l’eau froide).

BALLON ACCUMULATEUR

Le ballon solaire en lui-même occupe environ 1 m²  et a à la base quatre rac­cordements: deux pour l’eau de consommation (froide et chaude) et deux pour l’échangeur thermique (froid et chaud vers le capteur solaire). Comme le réservoir est raccordé au réseau d’eau potable, une sécurité contre la surpression et une sécurité antiretour doivent être placées. Sur chaque chauffe-eau solaire produisant de l’eau chaude sanitaire, il y a un limitateur thermostatique, réglé obligatoirement à max. 60 °C. Les systèmes duo ou les systèmes assurant aussi le chauffage de l’habitation exigent plus de raccordements.

Le volume tampon est fixé sur la base du nombre d'occupants. Chaque personne consomme environ 50 litres d'eau chaude par jour. Il faut également tenir compte du fait qu'il doit avoir assez de place dans la maison pour le ballon, et que la distance entre le ballon et les points de captage ne doit pas être trop grande (moins de 7 mètres).

Cependant, un système solaire thermique est plus qu'un simple chauffe-eau solaire. Pour en savoir plus sur les différents types de capteurs solaires et leurs dimensions, cliquez ici.

BALLON SOLAIRE POUR EAU CHAUDE SANITAIRE

L'application la plus connue du chauffe-eau solaire est la production d'eau chaude sanitaire. Un ménage peut tirer 50 à 60% de son besoin annuel d’eau chaude du soleil. Parce qu'en Belgique - surtout en hiver - l'ensoleillement est insuffisant pour satisfaire le confort sanitaire, un chauffe-eau solaire fournissant de l'eau chaude sanitaire doit toujours être couplé à un post-chauffage comme une installation de chauffage central, ou doit disposer d’un chauffage d’appoint électrique intégré.

Système mono

Dans un système mono, l'eau sanitaire chaude est puisée par le haut de la chaudière et pompée vers l'unité de post-chauffage. En fonction de la température de cette eau, la chaudière assure un chauffage d'appoint ou pas. Dans les maisons au confort sanitaire limité (p.ex. cuisine + salle de bains), une chaudière murale gaz à condensation suffit comme chauffe-eau instantané (14 à 19 litres par minute). Combiné avec un chauffe-eau instantané, le ballon solaire sert de préchauffage.

Le post-chauffage reçoit de l’eau à des températures très variables. Les systèmes à régulation thermostatique peuvent sans problème être alimentés par un chauffe-eau solaire. Il peut s’agir de systèmes au gaz, au mazout et à l’électricité et même de pompes à chaleur. Choisissez un type avec une puissance de brûleur minimale basse, pour éviter les fréquents démarrages/arrêts de la chaudière avec une température d'amenée élevée.

Si la lumière solaire suffit (en Belgique, juin/juillet/août/septembre), les collecteurs peuvent aisément échauffer l'eau dans le récipient d'approvisionnement jusqu'à 65 °C (et plus) et le travail de la chaudière n'est pas nécessaire. Dans ce cas, un thermostat d'état du brûleur (sonde du ballon) peut éteindre le brûleur de la chaudière. Attention: dans certains cas, les températures dans le réservoir de la chaudière peuvent être si élevées que les chaudières peuvent être endommagés. Afin de contourner ce problème, il existe il existe aujourd’hui des mitigeurs spéciaux pouvant – si l’eau est suffisamment chaude – couper la chaudière instantanée.

Système duo

Dès que le besoin de confort sanitaire est plus grand (p.ex. cuisine + deux salles de bains), il est préconisé de travailler avec un ballon solaire avec deux échangeurs (20 à 25 litres par minute). Ce double système doit éviter à l'utilisateur de dépendre entièrement du débit sanitaire que la chaudière peut produire en hiver, ce qui n'est généralement pas suffisant s'il y a un plus grand besoin de confort.

Un échangeur se trouve dans le bas du ballon et un dans le haut. Les collecteurs sont reliés à celui du bas, la chaudière à celui du haut. Si le soleil fait défaut, la chaudière échauffe la moitié supérieure du ballon solaire à la température désirée (en envoyant de l'eau chaude à travers l'échangeur de chaleur). Ce faisant, une partie de l'eau dans le récipient d'approvisionnement reste toujours à la même température, au moins 60 °C, si bien qu'elle peut être utilisée de façon sûre comme eau de captage. La chaudière doit chauffer de façon additionnelle environ 5 °C par jour en l'absence de prélèvement d'eau.

Plus la température de retour du système de chauffage est basse, plus le rendement de la chaudière solaire est élevé. En effet, la chaudière solaire ne peut être utile que si la température dans la chaudière est supérieure à la température de retour du système de chauffage. Les chaudières solaires qui fournissent du chauffage domestique ne peuvent donc être utilisées que lorsque le circuit de chauffage fonctionne à basse température. Le chauffage au sol et mural ou les radiateurs basse température sont adaptés à cet usage.

Cependant, ce sont surtout les maisons avec une grande demande de chaleur (grandes maisons avec des consommateurs de chaleur complémentaires comme les piscines et les jacuzzis) qui bénéficient d'un ballon solaire avec soutien du chauffage. Le prix d'une telle chaudière est plus élevé que celui d'un chauffe-eau solaire pour l'eau chaude sanitaire. Un plus grand nombre de capteurs, mais aussi la structure du système font grimper les prix. Tenez donc compte d'une période de récupération acceptable!