Article publié le 30/06/2017
Les énergies renouvelables ont la cote en ce moment auprès des constructeurs de bâtiments ou encore chez les particuliers qui sont devenus sensibles à la cause écologique. L’énergie solaire fait partie de ces énergies très appréciées et qui représente à elle-même ce concept renouvelable. L’un des produits les plus anciens et les plus travaillés en matière d’énergie solaire est le panneau solaire. Beaucoup de personnes s’y intéressent et sont de plus en plus attirées par ce produit écologique et intéressant financièrement parlant.
Un panneau solaire thermique est en fait un système qui utilise le rayonnement solaire pour faire chauffer de l’eau. À l’intérieur des panneaux, un système particulier se charge de maintenir la chaleur produite par les rayonnements et peut même contribuer à l’augmentation de la température de l’eau ambiante. Ces capteurs augmenteront alors de manière significative la température de l’eau pour les proposer à différentes utilisations. À partir du panneau, l’eau réchauffée est envoyé dans un ballon de stockage par le bais de tube de cuivre ou d’autres métaux qui ont un bon coefficient en termes de conduction thermique. L’eau qui passe dans les tubes chauds va alors permettre de faire l’échange thermique avec de l’eau froide introduite en amont du ballon. En fin d’échange, l’eau contenue dans les tubes va repasser dans le capteur solaire, et le système reprend le cycle précédent.
Ce type de panneau peut s’utiliser de différentes manières. Trois domaines principaux lui sont associés : le sanitaire, le chauffage central ou un mixte des deux. Pour l’eau chaude sanitaire, le système permettra d’envoyer de l’eau chaude dans les différentes canalisations pour les besoins sanitaires notamment au niveau de la salle d’eau ou bien encore de la cuisine. Il permettra de donner de l’eau chaude à tout moment à l’ensemble de la maison. Pour le chauffage central, le système thermique permettra de réchauffer la température intérieure d’une maison d’habitation en utilisant une énergie écologique et avec un meilleur rendement par rapport aux énergies classiques comme l’électricité ou le gaz. La dernière utilisation peut être un mixte des deux, c’est-à-dire une utilisation au niveau des sanitaires mais aussi pour chauffer l’ensemble de la maison. Cependant, il faudra faire attention pour le panneau solaire thermique utilisé de cette manière étant donné qu’il consommera plus d’énergie. Il faudra par conséquent faire un devis auprès des distributeurs des panneaux solaires pour avoir le produit le plus efficace possible.
Sur le marché des panneaux solaires thermiques, il existe une multitude de produits. Pour les différencier, il faudra faire appel aux capteurs qui composent ces panneaux. En effet, seul cet élément qui permet d’absorber le rayonnement solaire permet de trouver réellement la différence entre les produits proposés. C’est aussi à ce niveau que les technologies diffèrent en fonction des constructeurs. En général, ils sont divisés en deux grandes catégories : le capteur à eau et le capteur à air. Pour ce dernier, l’air est chauffé lorsqu’il est en mouvement dans les différents tubes qui composent le système de panneau solaire. Il est utilisé essentiellement dans le milieu industriel. Pour le capteur à eau, les constructeurs ont préféré l’eau à un liquide avec des propriétés caloporteurs plus importantes.
Le transfert de chaleur se fait de plusieurs manières. La première est celle dite de capteur non vitré. Dans ce cas, le liquide utilisé circule dans des tubes en élastomère plastique noir. La seconde est celle dite à plan vitré. Dans ce système, le liquide circule dans une boîte vitrée pour faire le transfert de chaleur. La dernière méthode est celle dite des tubes sous vide. En effet, le vide est un excellent moyen d’optimiser l’isolation et d’éviter des pertes importantes en terme thermique.
Différentes méthodes sont proposées au client pour mettre en place leur panneau solaire. En effet, ils peuvent être mis au sol ou encore en hauteur, surtout au niveau de la toiture d’une habitation. Il suffit de les mettre à la portée des rayons du soleil afin qu’ils procurent un rendement maximal. Pour une meilleure ergonomie, les panneaux solaires peuvent même être proposés sous forme de tuiles ou bien encore sous forme de plaque d’ardoise. Cependant, ces dernières technologies ont des rendements plus faibles étant donné que le côté esthétique est privilégié au côté fonctionnel et au rendement du produit utilisé. Dans la conception de ces panneaux, il est également à remarquer que les produits sont souvent confectionnés en fonction des besoins. En effet, bien que des recherches soient en cours pour trouver les meilleurs matériaux possibles, il faudra encore faire un choix entre la fonctionnalité et l’esthétisme.
Comme vu précédemment, le panneau solaire est composé pour l’essentiel de tube et de capteurs thermiques. Le liquide est déplacé dans les tubes au niveau de l’absorbeur. À ce niveau, différentes technologies comme le tube sous vide ou encore la boîte vitrée sont utilisées pour augmenter l’isolation de l’ensemble. L’eau circule ensuite vers l’échangeur qui est en contact avec de l’eau froide au niveau d’une cuve de stockage. Lorsque le liquide ou l’air chauffé passe dans cette cuve, il va transférer la chaleur et il va revenir dans le système de chauffage. Le cycle pourra alors se refaire de nouveau. La température est régulée au niveau de la boîte de stockage pour répondre aux besoins du propriétaire du panneau et pour ne pas mettre en danger les utilisateurs.
Tout d’abord, il est important de noter que ce genre de produits présente deux principaux intérêts. Ils sont écologiques et ils ont un faible coût à l’utilisation. En effet, l’utilisation des rayons solaires est quasiment gratuite. De plus, la maintenance de ce genre de matériel est très faible. Ils sont généralement garantis sur le long terme par leur constructeur étant donné qu’ils sont faits avec des produits de grande qualité.
En termes d’efficacité, le rapport entre le rayonnement du soleil et la surface réelle du capteur définit la puissance réelle d’un panneau solaire. Le rendement du capteur sera en fonction des technologies utilisées et des surfaces utilisées. Plus il n’y aurait pas de perte au niveau du système, plus le rendement est important. Un appareil avec une meilleure qualité d’isolation est par conséquent à l’origine d’une meilleure rentabilité et d’une bonne efficacité. Pour s’assurer des performances réelles de chaque panneau, il est possible de se baser sur des études ou des résultats proposés par certains laboratoires en Europe.
Pour ces appareils, la sécurité est importante et représente un besoin constant de la part des constructeurs. En effet, il faut rappeler par exemple qu’à une température supérieure à 60°C, la brûlure est quasi instantanée pour les différents types de liquide caloporteur à base aqueuse. Sur les panneaux solaires différents systèmes sont ainsi mis en place. Il peut s’agir du mitigeur thermostatique de sécurité ou de tout autre dispositif qui pourrait empêcher la fuite ou encore l’explosion du système. D’ailleurs, ces appareils doivent répondre à des normes internationales importantes ainsi qu’à des dispositifs européens drastiques pour ceux qui seront importés sur le sol de l’Europe. En France, l’ADEME a même mis en place des systèmes de suivi particulier comme du télé-suivi pour certaines installations.
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