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Cas particuliers de chauffe-eau solaires

Dossier - Chauffe-eau solaire, le bon choix à coup sûr
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Voici le principe du chauffe-eau solaire : laissez un tuyau d’arrosage rempli d’eau en plein soleil... Au bout de quelque temps, l’eau qui va sortir du tuyau sera chaude. Elle le sera encore plus si le tuyau est de couleur sombre, et même brûlante si une vitre est placée au-dessus du tuyau. Pour les systèmes actuellement commercialisés, la technologie est « légèrement » plus aboutie. Elle permet de tirer parti au maximum du moindre rayonnement que nous envoie le dieu Râ, arrivant sur Terre après un parcours de quelque 150 millions de kilomètres !

  
DossiersChauffe-eau solaire, le bon choix à coup sûr
 

1 - Les systèmes à vidange automatique

Le point fort de cette technologie est qu'elle ne nécessite ni fluide antigel, ni soupape de sécurité, ni vase d'expansion.

Les capteurs sont remplis d'eau seulement lorsqu'il y a du soleil, et si l'ensoleillement n'est pas suffisant, les capteurs se vident dans un réceptacle. Ces systèmes ont été développés pour éviter l'utilisation d'un fluide antigel et les surchauffes excessives, en cas d'absence l'été par exemple.

Une régulation avec affichage numérique permet un contrôle visuel et rapide du fonctionnement de son installation. © Julie Barbeillon - Tous droits réservés

2 - Les systèmes à thermosiphon

Le chauffe-eau solaire à éléments séparés fonctionnant en thermosiphon offre tous les avantages : pas de régulation, pas de pompe et de très bonnes performances énergétiques pour un prix réduit. La simplicité de la circulation naturelle et l'absence des pièces mobiles en font un équipement écologique par excellence. De plus, à la différence de toutes les installations à circulation forcée, il continue de fonctionner en cas de panne électrique.

Le chauffe-eau solaire monobloc est surtout adapté aux régions où les températures ne descendent pas trop bas. Le ballon est placé directement au-dessus des capteurs. © Giordano Industries - Tous droits réservés

Le seul inconvénient est que le ballon de stockage doit être placé dans une position plus élevée que les capteurs, afin de permettre la montée « naturelle » (par thermosiphon) du fluide caloporteur des capteurs vers le ballon.

3 - Que penser des capteurs sous vide ?

La mise sous vide des capteurs répond à une des préoccupations de la filière : réduire au minimum les pertes de chaleur dans le capteur. Technologie d'abord développée au Canada, la Chine est actuellement le plus grand fournisseur de matériel solaire thermique en tubes sous vide avec 80 % de parts de marché.

La technologie chinoise du « Sydney tube » est différente de la technologie européenne. L'absorbeur et son circuit hydraulique ne sont pas soudés à l'intérieur du tube sous vide, mais simplement placés à l'intérieur d'un tube double. Le vide se trouve entre les deux tubes en verre à l'instar d'une bouteille thermos. La productivité des capteurs utilisant cette technologie est inférieure à celle des capteurs à tubes sous vide dont l'absorbeur est soudé à l'intérieur des tubes.

La technologie des tubes sous vide est plutôt adaptée aux régions froides comme l’Allemagne ou l’Autriche. On trouve néanmoins ce type de capteurs à des prix de plus en plus raisonnables en France. © Viessmann - Tous droits réservés

Néanmoins, les performances sont comparables à celles des meilleurs capteurs plans.

Les technologies européennes de capteurs sous vide (circulation directe, caloduc, Schott...) offrent, à surface d'absorbeur égale, un rendement généralement bien meilleur (jusqu'à deux fois plus) que celui d'un capteur plan, surtout à des températures élevées (> 60 °C). Cependant, il y a un inconvénient, commun à tous les capteurs à tube sous vide : ils ne peuvent pas s'intégrer dans une toiture.

Attention, si vous décidez d'investir dans cette technologie, assurez-vous des modalités de remplacement des tubes (de 7 à 30 E le tube) qui sont (en tout cas pour la technologie chinoise) plus fragiles que les surfaces vitrées des capteurs plans.

4 - Ballons à stratification

La température de l'eau chaude contenue dans un ballon de stockage se stratifie naturellement (eau chaude en haut). Les ballons « à stratification » renforcent ce phénomène naturel. L'eau chaude venant des capteurs est introduite dans le ballon à une hauteur qui correspond à sa température, et l'eau chaude est puisée dans le ballon suivant la température désirée.

Ainsi, la partie la plus chaude peut être réservée aux besoins sanitaires, et la partie moins chaude pour le chauffage de la maison en hiver ou la piscine naturelle en été. Cette technologie est plutôt réservée aux systèmes solaires combinés (chauffage et eau chaude sanitaire solaires).

© Tryba solar - Tous droits réservés

5 - Les systèmes low flow

Ce terme anglais désigne des chauffe-eau solaires qui fonctionnent avec une quantité réduite de fluide caloporteur. Le débit à travers les capteurs est adapté à la puissance du rayonnement solaire de façon ce que la température du fluide à la sortie des capteurs soit toujours supérieure de quelques degrés à celle de l'eau sanitaire. Si les capteurs low flow sont utilisés en liaison avec un ballon à stratification, on peut atteindre des températures d'eau plus élevées dans des conditions de rayonnement faible.

Vous voilà paré pour un futur rendez-vous avec un installateur de chauffe-eau solaire, vous saurez quelles questions lui poser... et nous l'espérons aussi, quelles réponses attendre. Pour ceux qui seraient également intéressés par les systèmes de groupement d'achat de chauffe-eau solaires ou bien l'autoconstruction des capteurs thermiques, nous avons réalisé il y a maintenant deux ans, un dossier sur ce thème dans notre magazine n°27.