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Installation solaire thermique

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Qu'est-ce qu'un accumulateur solaire ?

Un accumulateur solaire est un réservoir où l' énergie thermique captée pendant la journée est stockée. Dans le domaine de l' énergie photovoltaïque, l'équivalent d'un accumulateur serait une batterie.

Qu'est-ce qu'un accumulateur solaire ?

Chauffer un litre d'eau prend du temps. Par conséquent, il est nécessaire d'avoir un accumulateur pour stocker la plus grande quantité d'eau chaude  lorsque cela est nécessaire . Par exemple, la nuit, de l'eau chaude sanitaire peut être nécessaire mais le rayonnement solaire n'est pas disponible pour la chauffer.

Lorsque le système a besoin, par exemple, d'eau chaude sanitaire, le ballon alimente cette eau chaude et la remplace par de l'eau froide. L'eau froide traversera le circuit des capteurs solaires exposés au rayonnement solaire et augmentera son énergie thermique. L'eau chaude retourne à l'accumulateur lorsque cela est nécessaire.

Comment se forme un accumulateur solaire?

Un réservoir de stockage solaire est composé d'un réservoir métallique en matériau synthétique et isolé.

À son tour, l'accumulateur intègre un ou deux échangeurs de chaleur ou échangeurs de chaleur dans votre installation. Ces échangeurs vous permettent de maximiser votre sécurité pour éviter les risques de fuites et de pertes thermodynamiques d'énergie.

Comment fonctionne un accumulateur?

Le système fonctionne à travers deux circuits d'eau. Le circuit primaire est un circuit fermé dans lequel circule toujours le même liquide en passant par les capteurs solaires (c) et par un échangeur de chaleur (FG).

Accumulateur solaireLe circuit secondaire est ouvert. Il a une entrée d'eau froide (A) et une sortie d'eau chaude (E) qui sera celle qui sera utilisée dans notre système de chauffage ou d'eau chaude sanitaire.

L'eau froide pénètre dans le réservoir solaire (B) lorsqu'elle se vide lorsqu'elle est consommée. L'eau froide est légèrement plus dense que l'eau chaude, elle a donc tendance à se trouver au fond du réservoir. Par conséquent, lorsque de l'eau chaude est nécessaire, elle sera tirée par le haut.

Le liquide du circuit primaire passe par les capteurs solaires qui le chauffent grâce à l'exposition au rayonnement solaire (D). De cette façon, l'énergie thermique du liquide augmente. Ensuite, le liquide chaud est dirigé vers un échangeur de chaleur avec le liquide de l'accumulateur.

Dans l'échangeur de chaleur, les deux liquides sont en contact thermique, mais ne se mélangent pas. Selon la deuxième loi de la thermodynamique et la déclaration de Clausius, la chaleur ne peut être transférée que d'un corps chaud à un corps froid. Par conséquent, la chaleur passera toujours du liquide du circuit primaire (plus chaud parce qu'il a été exposé au soleil) au liquide de l'accumulateur.

Pourquoi l' échangeur de chaleur est-il important?

Un système qui n'utilisait pas d'échangeur de chaleur et l'eau qui entrait dans les collecteurs était le même que celui stocké dans le réservoir fonctionnerait également.

Cependant, la transmission de chaleur dans un système thermodynamique, l'efficacité est proportionnelle à la différence de température. En d'autres termes, plus le liquide qui passe à travers le capteur solaire est froid, plus il chauffe rapidement.

Quelle est la meilleure orientation d'un accumulateur?

Si l'accumulateur est en position verticale, la stratification de la température est effectuée plus facilement et efficacement, il n'est donc pas nécessaire que l'ensemble du réservoir soit à la température marquée.

De plus, installé en position verticale de l'accumulateur, des performances thermiques supérieures sont obtenues des capteurs solaires, et les pertes thermiques sont à nouveau évitées.

Types d'accumulateurs solaires

La taille de l'installation solaire est l'élément le plus important dans le choix d'un type d'accumulateur ou d'un autre.

Selon la taille de l'installation

Pour les structures petites ou moyennes, il est courant que  le réservoir lui-même contienne également de l'eau potable .

Por otro lado, en instalaciones de energía solar térmica de grandes y complejas dimensiones, es fundamental que se establezcan gradualmente otros depósitos intermedios de inercia. Los depósitos de inercia permiten almacenar la energía térmica que se traspasará posteriormente al acumulador solar.

Intercambiadores internos o externos

Además, en función de si los intercambiadores de calor son exteriores o están situados dentro del condensador, podemos obtener otras variantes.

Si el depósito no presenta el intercambiador incorporado, el calentamiento del agua se efectúa en el exterior. Por otro lado, si se incluye en su interior, tanto la acumulación del agua como su posterior aumento de temperatura se producen dentro del mismo depósito.

Dependiendo de la ubicación del acumulador

El acumulador puede estar:

  • Au-dessus des capteurs solaires
  • Ailleurs dans l'établissement.

S'ils sont au-dessus, c'est un  système de thermosiphon solaire; le fluide qui circule entre les capteurs solaires et l'accumulateur ne nécessite pas de pompage.

Si, par contre, l'accumulateur est situé ailleurs, un apport d'énergie électrique est nécessaire  pour pomper le fluide . Dans ces cas, l'énergie fournie peut provenir d'une autre source d'énergie renouvelable ou directement du réseau électrique.

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Date de publication : 25 avril 2019
Dernier examen : 12 avril 2020