Menu

Installation solaire thermique

Énergie solaire thermique basse température

Énergie solaire thermique basse température

Les installations d'énergie solaire thermique à basse température sont les installations thermiques solaires qui fournissent de la chaleur utile à des températures inférieures à 65 degrés Celsius grâce à l'énergie solaire.

Une installation solaire thermique basse température est composée de :

  • Capteurs solaires.

  • Deux circuits d'eau (circuit primaire et circuit secondaire).

  • Fluide caloporteur.

  • Échangeur de chaleur.

  • Accumulateur.

  • Verre d'expansion.

  • Tuyaux.

La circulation de l'eau à l'intérieur des circuits peut être obtenue au moyen d'un thermosiphon, en profitant de la différence de densité de l'eau à différentes températures ou au moyen d'une pompe de circulation. Bien qu'avec une pompe de circulation, une alimentation externe en énergie électrique soit nécessaire.

A quoi sert l'énergie solaire thermique ?

L'utilisation de l'énergie solaire thermique à basse température est utilisée dans de nombreuses applications dont nous soulignons les suivantes :

Production d'Eau Chaude Sanitaire ( ECS)

La principale application de l'énergie solaire thermique est la production d'eau chaude sanitaire (ECS) pour les secteurs domestique et tertiaire. L'eau chaude sanitaire est utilisée à une température de 45 degrés Celsius. Cette température peut être facilement atteinte avec des capteurs solaires plats pouvant atteindre une température moyenne de 80 degrés Celsius.

Chauffage basse température

Les systèmes de chauffage solaire sont un complément au système de chauffage traditionnel, en particulier pour les systèmes qui utilisent de l'eau d'appoint en dessous de 60 ° C.

Pour le chauffage avec apport solaire, le système qui fonctionne le mieux est le système de chauffage par le sol (circuit formé par un réseau de canalisations traversant le sol), puisque la température du fluide qui circule dans ce circuit est d'environ 45°C, facilement réalisable par le solaire collectionneurs.

Chauffage de l'eau de piscine

L'utilisation de capteurs solaires permet un apport énergétique dans les piscines extérieures, en allongeant la période de baignade.

Il faut considérer que la législation de certains pays n'autorise pas le chauffage des piscines extérieures en utilisant des sources d'énergie conventionnelles, qui sont généralement des sources d'énergie non renouvelables.

Dans ce type d'installations, des capteurs solaires sans verre peuvent être utilisés. Ces panneaux solaires sont simplement constitués d'un grand nombre de minuscules tubes en métal ou en plastique disposés en serpentin dans lesquels circule l'eau.

Comment s'effectue la captation du rayonnement solaire ?

Le système de captage du rayonnement solaire est composé de capteurs solaires connectés les uns aux autres. Sa mission est de capter l'énergie solaire pour la transformer en énergie thermique, augmentant la température du fluide qui circule dans l'installation. 

Le type de capteur thermique le plus répandu est le capteur solaire plan qui permet d'atteindre des augmentations de température de 60°C à faible coût.

Le capteur solaire plan est formé d'une plaque métallique qui est chauffée par le rayonnement solaire grâce à son exposition au soleil (absorbeur). Cette plaque est de couleur noire afin qu'elle ne réfléchisse pas le rayonnement solaire incident. Normalement, le panneau solaire est placé dans une boîte avec un couvercle en verre. L'eau circule à l'intérieur de la boîte à travers un serpentin ou un circuit de tubes afin que la chaleur soit transmise au fluide par un processus thermodynamique.

L'effet qui se produit est similaire à celui d'une serre, la lumière du soleil traverse la plaque de verre et chauffe la plaque noircie. Le verre est un "piège solaire", car il laisse passer le rayonnement solaire (onde courte) mais ne laisse pas échapper le rayonnement thermique émis par la plaque noircie (onde longue) et par conséquent, cette plaque s'échauffe et transmet le chaleur au liquide circulant dans les tubes.

Il existe également des capteurs solaires sous vide sur le marché. Ils sont constitués de tubes métalliques qui recouvrent le tube métallique qui contient le fluide de travail, laissant entre eux une chambre qui agit comme un isolant. Ils ont un rendement très élevé, mais leur coût est également élevé.

Les capteurs solaires thermiques sont constitués des éléments suivants :

  • Couverture : La couverture doit être en matériau transparent. La fonction du couvercle est de minimiser les pertes de chaleur thermodynamiques.

  • Canal d'air : Le canal d'air est un espace qui sépare le couvercle de la plaque absorbante et peut être vide ou non.

  • Plaque absorbante : La plaque absorbante est l'élément qui absorbe l'énergie solaire et la transmet de la chaleur au liquide qui circule dans les tuyaux. La principale caractéristique de la plaque absorbante est qu'elle doit avoir une forte absorption du rayonnement solaire et une faible émission thermique.

  • Tubes ou conduits : Les tubes touchent la plaque absorbante pour maximiser l'échange d'énergie thermique par conduction thermique. Le liquide circule dans les tubes qui seront chauffés et transporteront la chaleur jusqu'au réservoir d'accumulation.

  • Couche isolante : Le rôle de la couche isolante est de recouvrir le système pour éviter et éviter les pertes thermiques. Pour la meilleure isolation possible, le matériau isolant doit avoir une faible conductivité thermique.

 

 

    Auteur :

    Date de publication : 21 avril 2015
    Dernier examen : 27 novembre 2021