Chauffe-eau solaire

Le chauffe-eau solaire est la conversion de la lumière du soleil en chaleur pour le chauffage de l'eau à l'aide d'un capteur solaire thermique. Une variété de configurations est disponible à des coûts variables pour fournir des solutions dans différents climats et latitudes. Les chauffe-eau solaires sont largement utilisés pour les applications résidentielles et certaines applications industrielles.

L'installation d'un chauffe-eau solaire est l'une des méthodes les plus utilisées par les propriétaires pour réduire leur facture d'électricité. Ces systèmes utilisent l'énergie renouvelable pour réduire les besoins en électricité du réseau tout en fournissant de grandes quantités d'eau chaude.

Qu'est-ce qu'un chauffe-eau solaire ?

Contrairement aux chauffe-eau traditionnels, les chauffe-eau solaires n'utilisent pas l'énergie du réseau pour chauffer l'eau. Au contraire, ces appareils à haut rendement utilisent des capteurs solaires installés sur votre toit pour capter l'énergie du soleil. L'énergie solaire recueillie est ensuite utilisée pour chauffer l'eau de votre maison.

Les chauffe-eau solaires ont été extrêmement populaires dans le passé parce qu'ils réduisent votre facture d'électricité et vous permettent de chauffer votre eau avec de l'énergie propre. Les capteurs solaires chauffent directement l'eau et ne fournissent aucune autre énergie solaire à votre maison.

Plus récemment, les gens ont opté pour des chauffe-eau électriques à pompe à chaleur, qui sont associés à des systèmes de panneaux solaires domestiques. Les pompes à chaleur électriques utilisent l'énergie du réseau pour chauffer l'eau, mais lorsqu'elles sont associées à un système solaire domestique, elles peuvent continuer à fonctionner à l'électricité solaire.

Si vous n'êtes pas en mesure d'installer un système solaire complet, ou si vous avez une maison hors réseau, un chauffe-eau solaire autonome peut être une excellente option.

Comment fonctionnent les chauffe-eau solaires ?

Les systèmes de chauffage solaire de l'eau peuvent produire suffisamment d'eau chaude pour répondre à la plupart de vos besoins quotidiens en eau chaude domestique.

Il existe deux principaux types de chauffe-eau solaires disponibles pour un usage résidentiel ou commercial :

• Chauffe-eau solaires actifs
• Chauffe-eau solaires passifs

Chacun d'entre eux fonctionne différemment et se compose d'équipements différents.

Chauffe-eau solaires actifs

Les chauffe-eau solaires actifs utilisent une pompe pour faire circuler l'eau chaude des capteurs solaires, ou absorbeurs, jusqu'à votre maison. Ces chauffe-eau sont généralement installés dans des régions au climat plus froid, car l'eau est stockée dans un réservoir qui peut être gardé à l'intérieur pour éviter le gel.

Il existe deux types de chauffe-eau solaires actifs :

• Les systèmes actifs directs, où l'eau est chauffée directement dans les collecteurs, puis acheminée vers les robinets et les pommes de douche. Les capteurs solaires sont généralement des tubes en métal ou en verre.
• Les systèmes indirects actifs, dans lesquels un fluide caloporteur, comme le propylène glycol, est chauffé dans les capteurs solaires, puis transfère la chaleur à l'eau à l'aide d'un échangeur de chaleur dans un système en boucle fermée. Une certaine perte de chaleur se produit lorsque le fluide de transfert circule dans le système.

Chauffe-eau solaires passifs

Les chauffe-eau solaires passifs n'utilisent pas de pompes de circulation pour acheminer l'eau chaude. Ils s'appuient plutôt sur la convection comme système de circulation, où l'eau chaude monte à la surface et l'eau froide descend, afin de faire circuler l'eau.

Les systèmes solaires passifs sont généralement moins chers que les systèmes actifs, car ils ne nécessitent pas d'équipement spécial pour pomper l'eau.

Il existe deux types principaux de chauffe-eau solaires passifs :

• Les chauffe-eau solaires à collecteur intégral sont de grands réservoirs d'eau noire intégrés dans un boîtier isolé dont le couvercle laisse passer la lumière du soleil. La lumière du soleil chauffe l'eau directement dans les réservoirs noirs, qui s'écoule ensuite dans votre système de plomberie lorsque vous avez besoin d'eau chaude.
• Les systèmes passifs à thermosiphon utilisent des collecteurs plats métalliques pour chauffer de petites quantités d'eau sur votre toit. Lorsque vous ouvrez vos vannes d'eau chaude, l'eau chaude contenue dans la partie supérieure du collecteur s'écoule de votre toit vers vos robinets. Ces systèmes sont généralement conçus pour contenir 40 gallons d'eau.

De nombreux systèmes passifs comprennent un chauffe-eau sans réservoir comme source d'énergie de secours, qui peut être au gaz ou à l'électricité.

Réservoirs de stockage et capteurs solaires

La plupart des chauffe-eau solaires nécessitent un réservoir de stockage bien isolé. Les réservoirs de stockage solaires sont dotés d'une sortie et d'une entrée supplémentaires reliées au collecteur. Dans les systèmes à deux réservoirs, le chauffe-eau solaire préchauffe l'eau avant qu'elle n'entre dans le chauffe-eau classique. Dans les systèmes à un réservoir, le chauffe-eau d'appoint est combiné au ballon solaire dans un seul réservoir.

Trois types de capteurs solaires sont utilisés pour les applications résidentielles :

Collecteur plat

Les capteurs plans vitrés sont des boîtiers isolés et étanches qui contiennent une plaque absorbante foncée sous un ou plusieurs couvercles en verre ou en plastique (polymère). Les capteurs plans non vitrés - généralement utilisés pour le chauffage solaire des piscines - ont une plaque absorbante foncée, en métal ou en polymère, sans couvercle ni enceinte.

Systèmes intégraux de collecte et de stockage

Également connus sous le nom d'ICS ou de systèmes discontinus, ils comportent un ou plusieurs réservoirs ou tubes noirs dans un caisson isolé et vitré. L'eau froide passe d'abord par le capteur solaire, qui préchauffe l'eau. L'eau est ensuite acheminée vers le chauffe-eau d'appoint conventionnel, ce qui constitue une source fiable d'eau chaude. Les chauffe-eau solaires ne doivent être installés que dans les régions où le gel est léger, car les tuyaux extérieurs risquent de geler par temps très froid.

Capteurs solaires à tubes sous vide

Ils comportent des rangées parallèles de tubes en verre transparent. Chaque tube contient un tube extérieur en verre et un tube absorbeur en métal fixé à une ailette. Le revêtement de l'ailette absorbe l'énergie solaire mais empêche les pertes de chaleur par rayonnement. Ces capteurs sont plus fréquemment utilisés dans les applications commerciales aux États-Unis.

Les systèmes de chauffage solaire de l'eau nécessitent presque toujours un système d'appoint pour les jours nuageux et les périodes de forte demande. Les chauffe-eau à accumulation conventionnels fournissent généralement un appoint et peuvent déjà faire partie de l'ensemble du système solaire. Un système d'appoint peut également faire partie du capteur solaire, comme les réservoirs en toiture des systèmes à thermosiphon. Étant donné qu'un système de stockage à capteur intégré stocke déjà de l'eau chaude en plus de la chaleur solaire, il peut être associé à un chauffe-eau sans réservoir ou à un chauffe-eau à la demande pour l'appoint.

Guide d'achat

Lorsque vous choisissez un système de chauffage solaire de l'eau pour votre maison, vous devez tenir compte de plusieurs éléments.

Capacité du système

Le système que vous choisissez doit répondre à vos besoins. Par exemple, si vous avez régulièrement besoin de 500 gallons d'eau par jour, assurez-vous que le système que vous choisissez peut répondre à ces besoins et plus encore.

Facilité d'utilisation

Lorsque vous choisissez un système, vérifiez qu'il est facile à installer, à utiliser et à entretenir. Vous éviterez ainsi des problèmes après l'achat.

Durabilité

Les chauffages solaires étant installés à l'extérieur, ils doivent être durables et fabriqués avec des matériaux de qualité. Choisissez donc un produit qui vous offre le meilleur rapport qualité-prix tout en étant équipé pour résister aux aléas de la nature.