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Tirer parti du moindre rayon de soleil pour chauffer son eau sanitaire

Comme un tuyau d’arrosage abandonné au soleil Le principe deu chauffe-eau solaire individuel (ou CESI) est comparable à celui du tuyau d’arrosage abandonné au soleil, rempli d’eau, dont la température s’élève petit à petit. Plus le tuyau est sombre, plus l’eau est chaude. Elle serait même brûlante si il était placé sous une vitre. C’est simple, gratuit et efficace.

En marge des CESI, les systèmes solaires thermiques sont eux aussi capables de produire de l’eau chaude sanitaire, et ce de deux manière distinctes :

• Les systèmes fonctionnant selon le principe du plancher solaire direct (ou PSD) la produisent à l’aide d’un circuit de dérivation.
• Les autres systèmes combinés la produisent dans un ballon immergé dans le volume tampon ou par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur.

Lorsque le soleil est défi cient, il faut ajouter à ces systèmes un relais qui peut être de deux types :

• Indépendant : l’appoint pour l’eau chaude sanitaire est alors le plus souvent assuré par une résistance électrique.
• Couplé au système solaire combiné : la production d’eau chaude sanitaire est assurée par une chaudière traditionnelle qui prend le relais automatiquement.

Le principe du chauffage solaire de l'eau

Capter l'énergie solaire

Un capteur solaire vitré généralement placé sur un toit, comprend :

• Un absorbeur constitué d'une plaque et de tubes métalliques noirs. Coeur du système solaire, il reçoit le rayonnement solaire et s'échauffe.
• Un coffre rigide et thermiquement isolé qui entoure l’absorbeur et dont la partie supérieure, vitrée, laisse pénétrer le soleil et retient la chaleur

Transporter la chaleur

Le circuit primaire, qui transporte la chaleur, étanche et calorifugé, contient de l’eau additionnée d’antigel qui s’échauffe en passant dans les tubes du capteur et se dirige vers un ballon de stockage.

Restituer la chaleur

Là, grâce à un échangeur thermique (serpentin), il cède ses calories solaires à l’eau sanitaire.
Refroidi, le liquide primaire repart vers le capteur, où il est chauffé à nouveau tant que l’ensoleillement reste efficace.

Stocker l’eau chaude

Le ballon solaire de stockage, cuve métallique bien isolée, est couplé à une régulation et constitue la réserve d’eau sanitaire. L’eau chaude soutirée est remplacée immédiatement par la même quantité d’eau froide du réseau, réchauffée à son tour par le liquide du circuit primaire.

Faire circuler le liquide primaire

La circulation du liquide peut être de deux types :

• Naturelle : le liquide caloporteur circule grâce à sa différence de densité avec l’eau du ballon.
• Forcée : une petite pompe électrique, le circulateur, met en mouvement le liquide caloporteur quand il est plus chaud que l’eau sanitaire du ballon.

Pallier l’insuffisance d’ensoleillement

Hiver, demi-saison, longue période de mauvais temps… partout en métropole, on doit faire face à des périodes défavorables. L’énergie solaire ne peut alors assurer la totalité de la production d’eau chaude. Aussi, le ballon est équipé d’un dispositif d’appoint qui prend le relais en cas de besoin et reconstitue le stock d’eau chaude. Il peut s’agir :

• D’une résistance (appoint électrique), souvent placée à mi-hauteur du ballon solaire.
• D'un serpentin (appoint hydraulique) raccordé à une chaudière (gaz, fioul, bois) située en aval du ballon.

Un second ballon pourvu d’un réchauffeur électrique peut également servir d’appoint.