L’énergie Solaire.

Situé à 150 millions de kilomètres, notre étoile le soleil nous arrose de ses rayons, nous fournissant une énergie considérable. En 15 minutes, la terre reçoit suffisamment d’énergie solaire pour couvrir l’ensemble annuel de nos besoins mondiaux en énergie! Autant constater qu’il est vraiment dommage de se priver de capter cette énergie 100% gratuite, 100% écologique au profit des énergies fossiles de plus en plus coûteuses et néfastes pour notre environnement.

Il est possible de couvrir de 40 à 80% des besoins en eau chaude sanitaire et de 25 à 60% des besoins en chauffage en captant le rayonnement solaire. Par ailleurs, il est possible de capter les rayonnements solaires pour produire de l’électricité à l’aide de panneaux photovoltaïques.

Aussi paradoxal que cela puisse être, ce n’est pas forcement dans les régions les plus ensoleillées que le chauffage solaire est le plus rentable en terme de retour sur investissement. Pourquoi, parce que les besoins en énergie sont moindres!

Nous pouvons voir ci dessus que la France est divisée en 3 grandes zones climatiques, le Nord, le Centre et le Sud.

Il est évident, que le sud bénéficie d’un ensoleillement plus important. Nous serions donc tenté de penser qu’une personne habitant Marseille, réalisera de plus grandes économies qu’une personne habitant à Strasbourg suite à l’installation d’un chauffage solaire. Et bien en fait , elles économiseront la même quantité d’énergie. En effet, l'ASDER (Association Savoyarde pour le développement des énergies renouvelables) a réalisé une simulation sur la totalité du territoire français. Il en ressort que le strasbourgeois économisera 30% d’énergie sur un besoin annuel de 20000 Kw/H, soit 6000 Kw/h et que le marseillais économisera 60 % d’énergie, mais sur un besoin annuel de seulement 10000 Kw/h soit toujours 6000 Kw/h et ce pour la même maison bien évidement.

de 3,6 à 4,2

> 4,2

de 3 à 3,6

Carte Française de l’ensoleillement.

Intéressant , mais comment ça marche ?

Il y a deux manières d’exploiter l’énergie solaire : produire de l’électricité, c’est le solaire photovoltaïque et produire de l’eau chaude et du chauffage, c’est le solaire thermique.

Intéressons nous à ce dernier. Le solaire thermique consiste à capter l’énergie du rayonnement solaire, à transporter cette énergie, à la stocker et finalement à l’exploiter pour se chauffer et produire son eau chaude sanitaire.

La collecte s’effectue grâce à un capteur solaire contenant un fluide caloporteur, le transport est assuré via un réseau de tuyauterie et d’une pompe de circulation. La gestion est assurée par une régulation solaire. Les calories sont stockées dans une réserve (un ballon de stockage) plus ou moins important selon que l’on veuille faire du chauffage ou de l’eau chaude sanitaire.

Les différents capteurs thermiques solaires.

Le capteur plan :

Le capteur plan est en fait un caisson étanche isolé, qui comprend un vitrage solaire et un absorbeur.  L’absorbeur est en général un serpentin en cuivre serti entre deux plaques d’aluminium muni d’un revêtement sombre afin de maximiser l’absorption du rayonnement solaire. Le vitrage participe à l’effet de serre en laissant passer le rayonnement solaire mais en empêchant les pertes par rayonnement infrarouge. L’isolation sert à conserver les calories collectées à l’intérieur du capteur solaire. L’étanchéité permet d’éviter la formation de buée à l’intérieur du capteur ce qui est très néfaste pour le rendement du capteur.

Capteur plan weishaupt.

Coupe du capteur plan weishaupt.

Le capteur à tube sous vide.

Il existe différentes technologies de capteurs à tube, passons les en revue.

Le capteur à tube sous vide à circulation directe : Dans ce type de capteur, le fluide caloporteur circule à l’intérieur du tube, c’est en fait la technologie d’un capteur plan, intégré dans un tube sous vide d’air. Le tube s’encastre dans un collecteur et il y a donc une liaison hydraulique entre le tube et le collecteur. C’est la technologie choisie par viessman et giordano.

Capteur solaire à tube sous vide

Viessman Vitosol 200-T

Vue en coupe du capteur solaire à tube sous vide Viessman Vitosol 200-T

Le capteur sous vide à condensation.

Dans ce tube, un absorbeur est en contact avec un tube en cuivre étanche contenant un faible volume de liquide. A l’extrémité de ce tube, il y a le condenseur clipsé à sec contre le collecteur qui véhicule le fluide caloporteur. L’absorbeur recevant les rayonnements solaires vaporise le liquide (même à basse température). La vapeur reprend sa forme liquide après avoir transmis les calories au collecteur via le condenseur et redescend dans le tube en cuivre. Le cycle se répète en permanence.

Dans cette technologie, il n’y a pas de liaison hydraulique entre le collecteur et le tube ainsi, dans le pire des cas, il ne serait pas nécessaire de vidanger pour remplacer un tube défectueux.

Cette technologie a été choisie par Frisquet.

Capteur solaire à tube sous vide à condensation Frisquet

Capteur solaire à tube sous vide à condensation Frisquet

Schéma de fonctionnement d’un tube sous vide à condensation Frisquet.

Le capteur à tube sous vide à effet thermos.

Dans le capteur solaire sous vide à effet thermos, il y a un tube en verre à l’intérieur d’un tube en verre. C’est le tube interne qui joue le rôle d’absorbeur et le vide qui règne entre les deux tubes joue le rôle d’isolant comme dans un thermos. Le tube interne est revêtu d’une couche sélective. Le capteur peut être muni en plus d’un réflecteur (miroir) qui va concentrer les rayons solaires sur l’absorbeur.

Alors Capteur plan ou capteur à tube ?

En fait, on ne peut dire qu’un capteur à tube est mieux qu’un capteur plan ou vice versa, mais plutôt que selon les situations, l’un sera mieux adapté que l’autre. Un capteur plan sera plus esthétique qu’un capteur à tube, de plus, il peut être intégré en toiture et est généralement moins onéreux. Mais la différence de coût peut complètement disparaître selon les conditions d’installation. Un capteur plan pèse en général 50 kg et est d’un bloc, il faudra peut être que votre installateur loue une nacelle pour le monter sur le toit alors qu’un capteur à tube est modulaire et il est aisé de le monter en kit sur le toit en s’affranchissant d’un tel dispositif. Un capteur plan conviendra tout à fait dans les régions fortement ensoleillées et si l’orientation du toit est correct, si la place est suffisante et éventuellement si les conditions esthétiques sont un critère de choix. Un capteur à tube lui est en général plus puissant à surface égale qu’un capteur plan et permet de combler un déficit d’orientation car les tubes sont orientables. Si la place manque, ce sera peut être la solution à retenir. Par ailleurs, le capteur à tube aura un meilleur rendement dans les zones froides à faible ensoleillement.

La suite prochainement.

Le chauffe eau solaire individuel (CESI)

Principe de fonctionnement d’un chauffe eau solaire.

La régulation 1 compare la valeur des sondes de température du capteur 2 et du ballon solaire 3. Si la valeur du capteur est supérieur à celle du ballon et qu’il y a besoin de chauffer l’eau sanitaire, le régulation enclencheras un circulateur à vitesse variable qui feras circuler un fluide caloporteur entre le capteur et l’échangeur du ballon via les liaisons 4. Une chaudière 5 peut assurer la relève si l'ensoleillement est insuffisant.

En cas de chauffe extreme, le circulateur peut être mis en marche pour évacuer l'excèdent de calorie dans le capteur et éviter une surchauffe.

L’upec solaire de chez Frisquet

Il intègre:

Une régulation solaire

Une sonde de température

Un circulateur à vitesse variable

Un échangeur pour le solaire

Un échangeur pour la relève via chaudière

Un emplacement pour une résistance électrique (option)

La résistance électrique permet un fonctionnement autonome, si l’on ne possède pas de chaudière pour assurer la relève.

l'intégration permet d’avoir une installation plus propre, (pas de fil de partout).

Le tableau de bord de l’upec avec sa régulation.

L’Upec solaire de chez Frisquet.

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