Installation solaire thermique

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Capteur solaire à plan vitré

 Capteur solaire à plan vitré

La plaque plane de capteur solaire thermique a un bon rapport coût / efficacité dans un climat tempéré et un grand nombre d'applications (eau chaude sanitaire, le chauffage de la piscine, le support de chauffage, le préchauffage des fluides industriels adaptés correctement, etc.).

Nous pouvons distinguer deux types de capteurs plats, en fonction de la configuration de l'absorbeur: le "type de grille" parallèle, dans les versions verticale et horizontale et la série "serpentine". Fondamentalement, la différence entre les deux est:

  • La configuration parallèle favorise que la température du collecteur puisse être stratifiée avec un plus grand volume de circulation d'eau par les branches de l'intérieur du collecteur et obtenir un saut thermique d'environ 10ºC avec une bonne performance.
  • La configuration en série consiste en un seul circuit continu avec un petit volume d'eau en circulation et un saut thermique supérieur, avec une bonne performance.

Fonctionnement du capteur solaire plat

Le fonctionnement d'un capteur est très basique. En fait, tout corps exposé au Sol reçoit un flux d'énergie qui le chauffe et, par conséquent, fait monter la température.

Un corps à une température donnée émet de l'énergie autour de lui, sous forme de rayonnement, et cela dépend directement de la différence de température entre la température corporelle et la température ambiante.

Si nous refroidissons le capteur en faisant passer un fluide à l'intérieur, cette chaleur est utilisée, de sorte qu'une partie de l'énergie captée est transmise à ce fluide en tant qu'énergie utile. Le reste de l'énergie est encore perdu sous la forme de rayonnement du collecteur à l'environnement extérieur. Dans ce cas, la température de travail est toujours inférieure à la température d'équilibre.

Si nous voulons obtenir de bonnes performances, nous devons travailler les capteurs à la température la plus basse possible, à condition qu'ils soient suffisants pour l'usage prévu.

L'énergie utilisée est retirée du collecteur au moyen du fluide caloporteur, généralement formé d'un mélange d'eau et d'inhibiteurs de corrosion et d'antigel.

Principes physiques du fonctionnement du capteur solaire plat

Le capteur solaire fonctionne à partir de l'application des principes physiques suivants:

Le corps noir (l'absorbeur)

Le rayonnement solaire incident est partiellement absorbé par les corps. Le reste est réfléchi ou passe à travers eux.

La relation entre ces effets dépend de:

  • La nature du corps.
  • L'état de la surface.
  • L'épaisseur du corps.
  • Le type de rayonnement. La longueur d'onde.
  • L'angle d'incidence des rayons du soleil.

Les corps sombres et mates capturent mieux le rayonnement solaire que toute autre couleur; c'est pourquoi l'absorbeur du capteur solaire est généralement de couleur foncée, pour profiter au maximum du rayonnement solaire.

L'effet de serre

Cet effet est généré dans certains corps transparents, qui ne sont normalement traversés que par un rayonnement d'une longueur d'onde comprise entre 0,3 et 3 microns. Puisque la majeure partie du rayonnement solaire est comprise entre 0,3 et 2,4 microns, la lumière du soleil peut passer à travers un verre. Une fois traversé, le rayonnement trouve l'absorbeur, qui est chauffé par le rayonnement solaire et émet un rayonnement entre 4,5 et 7,2 microns pour lequel le verre est opaque.

Ce rayonnement qui ne peut pas sortir est reflété vers l'intérieur à nouveau. Une partie de cette énergie chauffe le verre et le cristal l'envoie et le retire.

Certains plastiques (tels que le polycarbonate) ont un comportement semblable à du verre (laisser passer un rayonnement à ondes courtes du soleil et arrêter les émissions à ondes longues venant de la plaque de l'amortisseur).

L'isolement

Le troisième des principes physiques qui interviennent dans le fonctionnement des capteurs est l'isolation de l'assemblage de l'extérieur, généralement formée par un revêtement interne de la boîte du conteneur.

Composants d'un capteur solaire plat

Le capteur solaire plat avec couvercle vitré est le plus utilisé pour les installations de production d'eau chaude sanitaire. Cette équipe est composée des éléments suivants:

Absorbeur

C'est l'élément qui intercepte le rayonnement solaire à l'intérieur du collecteur et qui est responsable de la transformation de l'énergie solaire en énergie thermique.

L'absorbeur est généralement formé par une feuille de métal, généralement en cuivre (bon conducteur thermique) qui s'assombrit fondamentalement avec:

1. Un mince film de peinture noire qui résiste à des températures de travail supérieures à 100ºC.

2. Un traitement sélectif, à base de dépôts électrochimiques ou de peintures à base d'oxydes métalliques ayant une forte absorption du rayonnement solaire (ondes courtes) et une faible émissivité thermique (onde longue).

L'absorbeur incorpore une grille de tuyaux à travers laquelle le fluide caloporteur circulera.

Couverture transparente

Il a pour fonction d'isoler le capteur des conditions environnementales externes - bien qu'il laisse passer le rayonnement solaire - qui provoquent l'effet de serre. Normalement, il est formé d'une seule feuille de verre trempé (résistant) à faible teneur en fer (très transparent) d'environ 4 mm d'épaisseur.

Isolement

Cet élément, comme dans d'autres applications, sert à empêcher la perte de chaleur de l'intérieur du collecteur -Spécialement le absorbidor- vers l'extérieur et le plus souvent constitué de plaques de mousses synthétiques (polyuréthane, du cyanure, des fibres verre, etc.) situé sur les côtés et à l'arrière du capteur.

Logement

Le boîtier a pour fonction de loger le reste des composants. Cette fermeture est généralement formée par un profil en aluminium anodisé qui garantira une résistance de l'ensemble, même dans des conditions de travail extrêmes. De même, le boîtier aura des trous d'évacuation des condensats dans la partie inférieure.

Autres types de capteurs solaires thermiques

Collecteurs plats sans couvercle

Comme son nom l'indique, les collecteurs sans couvercle sont essentiellement constitués de l'élément absorbeur, généralement formé d'un ensemble de tubes en matière plastique, EPDM, caoutchouc ou polypropylène.

Ce type de capteur solaire sont très économique et facile à installer car ils ont généralement des configurations flexibles qui permettent de les placer sur les superficie.Además, résistent à la corrosion et permettre des configurations de chauffage direct comme dans le cas du chauffage de la piscine.

En revanche, les capteurs ne sont pas couverts avec absorbeur synthétique ont tendance à donner des courbes très inclinées parce que, ayant pas de verre ont une très bonne performance optique mais perdent rapidement leur performance lorsque la température ambiante est inférieure à la température travailler ou avec une vitesse de vent élevée.

Par conséquent, ce type de capteurs n'est conseillé que dans les applications à basse température dans lesquelles la température de travail est proche de la température ambiante, par exemple, pour prolonger la saison de baignade dans des piscines ouvertes. Une variable de ce type de capteurs sans couvercle est constituée par les collecteurs de plaques métalliques encastrées et décalées, conçues spécifiquement pour des applications en circuit fermé.

Cette variante présente une meilleure performance thermique du collecteur et permet de l'utiliser pour produire de l'eau chaude sanitaire ou d'autres applications à basse température. Un autre exemple de ce type de collecteur disponible sur notre marché, consiste en une couverture multifonctionnelle qui combine les qualités d'une couverture en acier inoxydable sans entretien avec l'efficacité d'un capteur solaire à surface sélective.

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Dernier examen: 30 mai 2018