Comment fonctionne un système solaire ?

Un système solaire se compose de trois éléments : les capteurs solaires, un accumulateur et la régulation. Une pompe assure la circulation du liquide caloporteur. La régulation mesure la différence de température entre le capteur et la couche inférieure dans l'accumulateur. Si celle-ci est supérieure à 6 °C, la pompe est activée et sa vitesse est adaptée à la différence de température. Lorsque le soleil luit sur le capteur, l'absorbeur transforme son rayonnement en chaleur dans le capteur. Cette chaleur est transportée par le liquide vers l'accumulateur dans le capteur et transmise à l'eau sanitaire. Le liquide caloporteur retourne refroidi vers le capteur pour être de nouveau chauffé.

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Quels sont les differents types de capteurs solaires ?

Le principe d'un capteur solaire est simple : lorsqu'un objet métallique est exposé un certain temps au soleil, il devient chaud. Un capteur solaire est en règle générale une surface de tubes métalliques, dans lesquels circule un liquide qui transporte la chaleur accumulée. Il existe de nombreux types de capteurs solaires.

Capteurs solaires plans

Un capteur plan consiste en un caisson peu profond (+/-9 cm), dans lequel les différents éléments sont installés en couches successives : une plaque de protection en verre transparent, un absorbeur et du matériau d'isolation. L'absorbeur se compose de tubes en cuivre dans lesquels circule un liquide, de l'eau normalement, mélangée ou non avec des additifs. Lorsque le soleil luit sur la plaque, l'air dans le caisson est chauffé et cet air chaud augmente la température de l'absorbeur qui transmet à son tour la chaleur à l'eau. Derrière l'absorbeur, le matériau d'isolation veille à limiter les pertes de chaleur. Ce matériau résiste à une température jusqu'à 200 °C. À l'avant de l'absorbeur, le vent pourrait provoquer des pertes de chaleur, mais étant donné qu'il est recouvert d'une plaque en verre, ce phénomène est évité.

Capteurs solaires sous vide

Un tube sous vide isole encore mieux que des matériaux tels que la laine de verre. Les capteurs solaires sous vide ont de ce fait moins de pertes de rayonnement que les capteurs plans, surtout à hautes températures. Le placement moins critique est un autre avantage des tubes sous vide. Pour la même surface, les systèmes sous vide sont généralement un peu plus chers, mais le rendement est supérieur. Il existe différents types de capteurs sous vide.

Avantages des capteurs solaires à tubes sous vide

Les capteurs solaires à tubes sous vide chauffent bien plus rapidement et offrent un rendement bien supérieur en cas de grands écarts de température avec l'air extérieur que les capteurs solaires plats. Donc, même lorsqu'il gèle, une chaleur suffisante est absorbée lorsque le soleil luit un peu. En outre, ces capteurs solaires fonctionnent aussi correctement avec une lumière diffuse, autrement dit lorsque le soleil traverse les nuages. Le principal avantage de ces capteurs est l'utilisation du vide, ce qui les rend moins dépendants de la température extérieure.

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Programme de commande pour chaudières de moyennes et grandes dimensions - gestion économique de l'énergie pour toutes les tailles d'installation

De la commande d'une seule chaudière à la commande de plusieurs chaudières avec commande centralisée de l'armoire électrique, Viessmann propose des solutions parfaitement adaptées. Le système de commande Vitotronic avec possibilité de communication est le système de gestion électronique pour un fonctionnement économique et sûr de l'installation de chauffage - exemplaire en matière d'installation, de fonctionnement et de maintenance.

Un vaste programme de contrôle est disponible pour les chaudières de moyenne et grande taille. Outre les commandes intégrées, par exemple dans la chaudière à condensation au gaz Vitocrossal 300 (CM3C), il existe également des variantes qui peuvent être montées sur le dessus de la chaudière de manière éprouvée.

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Quels systèmes de montage existent ?

Toit incliné en tuiles, ardoises, tôles ondulées ou zinc

Le système de toit incliné est constitué de crochets de toit avec raccord à encliqueter breveté, rails de montage et le matériel nécessaire pour fixer les panneaux sur le rail. Le montage extrêmement sûr et rapide (jusqu'à 40 % plus rapide) permet d'économiser du temps et de l'argent. 

Façade

Pour le montage en façade, on utilise également des étriers de fixation. Les capteurs à tubes peuvent être fixés parallèlement au mur. En outre, les capteurs solaires peuvent être également montés sur des toits plats.

Protection contre le gel et la surchauffe ?

Pour prévenir le gel du liquide du capteur solaire, on utilise un mélange non nocif d'eau et de glycol. Ce liquide offre une protection contre le gel jusqu'à -28 °C et est résistant aux températures élevées. La pompe de circulation tourne uniquement lorsque la température dans le capteur solaire est d'au moins quelques degrés en plus qu'au bas de l'accumulateur.

La surchauffe est évitée à l'aide de la régulation. Lorsque le réservoir de l'accumulateur est à température, la pompe s'arrête. Les capteurs solaires réchauffent alors toujours le liquide qui se trouve dans le capteur. Suivant le rayonnement solaire, le capteur devient si chaud que le liquide qui s'y trouve s'évapore. Lorsque la température diminue de nouveau, cette vapeur se condense de nouveau et le système recommence à fonctionner.

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Quel est le rendement des systèmes solaires ?

Le rendement des systèmes solaires dépend de différents facteurs tels que la surface du capteur solaire, la taille de l'accumulateur solaire et la consommation de l'eau chaude. Plus il y a d'énergie solaire transformée par le capteur (rendement optique) et moins de chaleur est perdue dans l'air ambiant (faibles coefficients de perte), plus le capteur solaire peut chauffer et plus le rendement sera supérieur. Le rendement optique est l'efficacité avec laquelle un capteur solaire transforme l'énergie solaire en chaleur. Autrement dit, un rendement optique de 85 % signifie que 85 % de la lumière solaire qui atteint le capteur est transformée en chaleur. Les coefficients de perte indiquent la qualité de l'isolation du capteur solaire. Les valeurs de ces coefficients doivent être les plus faibles possible parce que le capteur solaire retient alors le mieux la chaleur.

Lorsque la pompe s'arrête, le capteur doit alors chauffer jusqu'à une température où l'énergie solaire transformée sert uniquement pour le maintenir à cette température. Cette température s'appelle la "Température maximale à l'arrêt" exprimée en degrés Celsius. Plus cette valeur est élevée mieux le capteur transforme l'énergie solaire et retient la chaleur avec un rendement le plus élevé possible.

C'est bon pour l'environnement ?

Avec un système solaire, un ménage consomme presque la moitié moins de gaz naturel ou de mazout pour la production d'eau chaude. Cela représente une diminution impressionnante des émissions de CO2, en moyenne de 287 kg par an. Et étant donné que la lumière solaire est inépuisable, un système solaire est vraiment durable.

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Il est adapté pour le chauffage de l'habitation ?

En ce qui concerne le chauffage d'une habitation, le besoin de chaleur est tout sauf constant : en hiver, le besoin est le plus grand, tandis que la lumière solaire est la plus faible. Pourtant, le soleil peut contribuer au chauffage de l'habitation. C'est possible avec des capteurs solaires, mais dans ce cas la surface doit être étendue à maximum 10 à 15 m².

En outre, il est conseillé de chauffer l'habitation avec un système de chauffage basse température tel qu'un chauffage par le sol ou mural.

Quels sont les points d'attention ?

Température de l'accumulateur

Afin de s'assurer que des bactéries de legionella ne se forment dans l'accumulateur, la température de l'eau doit être suffisamment élevée. Aucune prolifération de bactéries ne se produit à une température de 55 à 60 °C. Si le soleil ne brille pas suffisamment pour tenir cette température, dans ce cas l'eau est réchauffée.

Poids

Un système solaire complet peut être relativement lourd, assurez-vous donc que le toit peut aussi le supporter.

Nettoyage

La contamination d'un capteur solaire reste limitée parce que la pluie nettoie régulièrement la saleté.

Utilisation le matin

Si le matin vous consommez beaucoup d'eau chaude, il vaut mieux limiter le réchauffeur, de manière à ce que le système solaire puisse chauffer l'eau dans l'accumulateur toute la journée et être certain que l'eau soit de nouveau chaude le soir. Le soir, une action du réchauffeur est à peine nécessaire.

Tempête et grêle

Assurez-vous de mentionner le système solaire dans l'assurance incendie (qui couvre normalement les dégâts de tempête), de manière à être assuré contre le bris de vitre en cas de tempête. Les capteurs solaires sont soumis aux mêmes essais de grêle que les pare-brise de voitures de tourisme.

Facteurs influençant les systèmes solaires

La quantité d'énergie qu'un système solaire peut fournir dépend de différents facteurs. Il est très important d'estimer correctement la consommation à couvrir et d'y adapter la taille de l'installation. Une adaptation rigoureuse des composants de l'installation est en outre nécessaire pour un fonctionnement rentable du système solaire. Si tout ceci s'effectue correctement, un système solaire peut atteindre un degré de couverture de 50 à 60 % de l'énergie nécessaire pour produire de l'eau chaude. En cas de support de chauffage, le degré de couverture peut atteindre 30 %. En outre, le type de système solaire ainsi que le degré de la pente et son orientation jouent un grand rôle. La conception de l'habitation exerce aussi une grande influence.

Taille du système solaire

La taille d'une installation dépend de la consommation d'eau chaude sanitaire. La taille de la famille est ici le plus souvent le principal facteur. Pour une consommation quotidienne de 100 litres d'eau chaude à 45 °C, il faut environ 1,5 m² de surface de capteur solaire. Pour le meilleur rendement possible, la consommation d'eau chaude totale en été doit être au moins assurée en une seule journée par le système solaire. L'accumulateur doit pouvoir supporter plusieurs jours sans soleil. C'est la raison pour laquelle il est conseillé de choisir un accumulateur solaire capable de supporter 2 jours de consommation d'eau chaude.

Orientation et angle d'inclinaison des panneaux solaires

Étant donné la grande quantité de lumière indirecte (rayonnement solaire diffus) en Belgique, l'orientation et l'angle d'inclinaison des panneaux solaires ont quand même une moins grande influence qu'on pourrait le penser. Il existe une zone relativement large dans laquelle le rendement avoisine son maximum, notamment sur une orientation entre le sud-est et le sud-ouest avec un angle d'inclinaison entre 15° et 60°. Un écart d'environ 20° dans n'importe quelle direction engendre une perte de seulement 8 W/m² maximum, c'est-à-dire environ 7 % de moins que le maximum. Dans le climat belge, la contribution du rayonnement solaire direct et diffus est environ aussi importante, donc l'orientation idéale est un compromis : le panneau solaire est alors orienté au sud et incliné à environ 38°. L'ombre d'autres bâtiments, d'arbres, de poteaux d'éclairage, de fenêtres de toit, de cheminées, etc. sur le système solaire diminue considérablement le rendement. Les arbres méritent ici une attention particulière parce qu'ils grandissent toujours plus haut et qu'ils projettent alors plus d'ombre.

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Il y a des subsides ou des primes?

Primes de la Région bruxelloise :

Vous trouverez toutes les informations et les conditions relatives aux primes pour Bruxelles à l’adresse : www.environnement.brussels

 

Primes de la Région wallonne :

Vous trouverez toutes les informations et les conditions relatives aux primes pour la Wallonie à l’adresse : http://energie.wallonie.be

 

Primes de la Région Flamande :

Vous trouverez toutes les informations et les conditions relatives aux primes pour la Flandre à l’adresse : www.energiesparen.be

 

Administrateurs de réseau (Infrax et Eandis) :

> Eandis

> Infrax