Panneaux solaires thermiques : fonctionnement

Principe de fonctionnement des panneaux solaires thermiques

Capables de couvrir entre 60 et 100% des besoins en eau chaude et jusqu’à 65% des besoins en chauffage, les panneaux solaires thermiques ou chauffe-eau solaires ou encore capteurs solaires thermiques sont une solution de choix pour réaliser d’importantes économies sur la facture énergétique.

Comment ça marche ?

Le principe de fonctionnement des panneaux solaires thermiques peut être assimilé à un tuyau d’arrosage exposé au soleil. L’eau contenue est alors réchauffée naturellement. Plus le tuyau est sombre, plus l’eau est réchauffée et s’il est placé sous une vitre le phénomène s’accroit davantage encore. Dans le cas du solaire thermique, le tuyau est remplacé par des capteurs thermiques.

Composition d’une installation

Le fonctionnement des panneaux solaires thermiques est possible grâce aux éléments suivants :

Les panneaux solaires en Belgique
Le solaire thermique en quelques chiffres

Pour un foyer moyen belge de 4 personnes :

  • Nombre de m² de capteurs : 5
  • Volume du ballon : de 200 à 350L
  • Production par m² de capteur : 300kWh
  • Rendement moyen : de 60 à 80%
  1. Les capteurs.

Il existe deux technologies prédominantes pour les panneaux solaires thermiques :

  • Les capteurs à tubes sous vide. Ils sont constitués d’une série de tubes de verre dans lesquels passe un tube collecteur de chaleur. Les tubes solaires ont une double paroi sous vide. Ils incorporent également une substance absorbant les rayons du soleil. Le rendement hivernal est plus important que pour le premier type de capteur, mais l’exposition doit être davantage optimisée.
  • Les capteurs plans. Ils sont composés d’un absorbeur qui, intégré dans un caisson vitré, est réchauffé par les rayons du soleil tapant sur le vitrage. Ce dernier, tel une serre, emmagasine la chaleur et chauffe graduellement l’absorbeur. La chaleur produite est acheminée par un liquide calo porteur, un liquide composé d’eau et d’un anti gel, vers le ballon de stockage.
  1. Le ballon de stockage

Il stocke l’eau chauffée par le fonctionnement des panneaux solaires thermiques. Généralement deux ballons composent le système : l’un dédié à l’eau chaude solaire, et un second, d’appoint, qui est raccordé au système pour fournir le complément d’eau chaude via le système traditionnel.

  1. L’échangeur thermique

Placé dans le ballon ou à l’extérieur, il passe la chaleur du liquide caloporteur vers l’eau sanitaire.

  1. Le fluide caloporteur
    Comme nous l’avons vu, c’est lui qui va apporter la chaleur à l’eau. L’eau ou le glycol sont utilisés, ce dernier possédant des propriétés antigel intéressantes.

Nos conseils pour bien choisir

Pour réussir et bien choisir votre installation solaire thermique, portez une attention particulière aux points suivants :

  • Le placement des capteurs : ils doivent être exposés plein Sud avec une inclinaison entre 30 et 60°, entre 45 et 50° de façon optimale.
  • L’échangeur thermique : chacun d’entre eux dispose d’un coefficient d’échange. Plus celui-ci est élevé, plus le rendement est important.
  • L’isolation : du ballon et de la tuyauterie. Une bonne isolation réduit les pertes de chaleur. Elle se mesure en facteur de résistance thermique, symbolisé par la lettre « R ». Plus ce facteur est élevé, meilleure l’isolation sera.

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