Fabrice ZAMPROGNO

1) Rappels, généralités2) Installations de Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI) 3) Les capteurs solaires ECS4) Rendements des capteurs solaires5) Dimensionnement de la surface des capteurs solaires

1) Rappels, généralités

Énergie solaire annuelle reçue par 1 m2 de surface

2.1) chauffe-eau stockeur

Chauffage direct de l'eau sanitaire (pas de fluide caloporteur)

2) Installations de chauffe-eau solaire

2.2) Chauffe-eau à thermosiphon

Avantages :-Le ballon est thermiquement isolé : ce qui réduit les pertes la nuit-pas de pompes de circulation doncpas besoin de réseau électrique

Inconvénient :-craint le gel

2) Installations de chauffe-eau solaire

2) Installations de chauffe-eau solaire

2.3) Chauffe-eau à circulation forcée

Système ECS le plus utilisé à nos latitudes.

Avantages

Ne craint pas le gel.Le ballon d'eau chaude est à l'intérieur donc les pertes sont réduites.Peu sensible au pertes de charges.

Un dispositif de chauffage supplémentaire (électrique ou par chaudière) peut être ajouté au réservoir

Inconvénients

Coût de l'installation

2.3) Chauffe eau à circulation forcée

2) Installations de chauffe-eau solaire

3) Les capteurs solaires

Remarque : Le terme de « capteur » solaire qui est employé par les professionnels et installateurs n'est pas très judicieux d'un point de vue technique et scientifique car un « capteur » désigne généralement un détecteur qui renvoie une information. Or si vous avez compris les panneaux solaires ECS sont des transformateur d'énergie....

3.1) Les capteurs solaires non vitré

Avantage : système le moins coûteuxInconvénient : système le moins performant

Remarque : capteurs les moins utilisés,peut s'utiliser sans fluide caloporteur pour le chauffage d'une piscine.

3.2) Les capteurs solaires vitrés (ou capteurs plans)

3.2) Les capteurs solaires vitrés

3.2) Les capteurs solaires vitrés

3.2) Les capteurs solaires vitrés

Le vitrage (qui doit laisser passer le maximum de rayonnement solaire) a pour fonction d'éviter le refroidissement de l'absorbeur. Il permet :- de bloquer l'air et donc de réduire les phénomènes de convection de l'air vers l'extérieur.- de bloquer le rayonnement infrarouge (effet de serre).

3.3) Les capteurs solaires sous vide

3.3) Les capteurs solaires sous vide

3.3) Les capteurs solaires sous vide

4) Rendement des capteurs solaires

4) Rendement des capteurs solaires

B : ordonnées à l'origine

K : coefficient directeur

4) Rendement des capteurs solaires

B : ordonnées à l'origine

K : coefficient directeur

Exemple de données constructeurs

4) Rendement des capteurs solaires

Application 

1) Tracer les courbes du en fonction de (Tfm – Text)/I pour les 2 panneaux solaires précédent

2)Pour une température du fluide coloporteur de 90°, Placer les points correspondant au fonctionnement suivant

Hiver : Température extérieure = 5°

Été : Température extérieure= 30°

3) Comparer et conclure sur l'utilisation hivernale des panneaux ECS

4) Rendement des capteurs solaires

5) Dimensionnement de la surface des capteurs solaires

En première approche, On peut estimer la productivité énergétique du panneau solaire par le calcul:

Remarques : - G dépend de la position géographique (cf rappels)- Cette équation est la même pour les panneaux photovoltaïques

5) Dimensionnement de la surface des capteurs solaires

En première approche, On peut estimer la productivité énergétique du panneau solaire par le calcul:

Remarques : - G dépend de la position géographique (cf rappels)- Cette équation est la même pour les panneaux photovoltaïques

En réalité, contrairement au photovoltaïque, la productivité énergétique des capteurs ECS n'est pas proportionnelle à la surface du capteurs

5) Dimensionnement de la surface des capteurs solaires

5) Dimensionnement de la surface des capteurs solaires

Bibiliographie

-Technique de l'ingénieur : Energie solaire thermique dans le bâtiment

- Solaire thermique par philpe Micelli (IUT bordeaux1)