Energie solaire thermique: capteur solaires pour le chauffage d'eau

1. Proposé par :
Mr. Hamdi KOSSEMTINI
Réalisé par :
Houssem TRIKI
Hèni ZRIBI
Energie solaire thermique :
capteur solaires pour le
chauffage d'eau
Année Universitaire : 2016/2017

2. Plan
• Introduction
• Définition
• Principe de fonctionnement
• Quelques solutions techniques
• Mise en place /implantation
• Utilisations du chauffe-eau solaire
• Conclusion

3. Introduction
• On se préoccupe d’économiser l’énergie
• De limiter les émissions de gaz à effet de serre résultants de la
consommation croissante des énergies fossiles
• Les recherches ont permis de suivre des pistes prometteuses,
d’élaborer des techniques différentes, efficaces et performants
utilisant l’énergie solaire.
• Dans cette recherche, on va se limiter dans le cadre des
capteurs solaires pour le chauffage d’eau par l’énergie solaire
thermique.

4. Définition
• Un chauffe-eau solaire est un procédé solaire participant, en
partie, à:
• La couverture des besoins d'eau chaude sanitaire d'un
bâtiment.
• L'installation est composée de trois parties principales.

5. Principe de fonctionnement
• Le cas générale:
• Captage
• Transfert
• Stockage
• Appoint
• Distribution

6. • Captage:

7. • Transfert
• Le fluide caloporteur circule dans le circuit primaire pour
transférer les calories solaires à l’eau contenue dans le ballon
de stockage par l’intermédiaire d’un échangeur thermique
(serpentin).
• Le fluide refroidi repart vers le capteur pour être de nouveau
chauffé

8. • Stockage
• L’eau chaude sanitaire produite
est stockée dans un ballon bien
isolé.
• On considère que le volume
moyen de ce ballon de
stockage doit être de 50 litres
par occupant.

9. • Appoint
• L’énergie solaire ne pouvant assurer sur une année la totalité
de la production d’eau chaude
• Donc, un système d’appoint prend le relais lorsque l’énergie
solaire est insuffisante
• Celui-ci peut être soit
équipé d’une résistance
électrique, soit raccordé à
une chaudière

10. • Distribution
• Le réseau de distribution d’eau chaude sanitaire alimente les
points de soutirage : cuisine, salle de bains…
• La quantité d’eau chaude consommée est remplacée
immédiatement par l’eau froide

11. Quelques solutions techniques
• Les systèmes à thermosiphon monobloc
• Les systèmes à thermosiphon à éléments séparés
• Les systèmes à circulation forcée

12. • Les systèmes à thermosiphon monobloc
• Dans un système monobloc, les capteurs et le ballon sont
intégrés sur un même châssis rigide servant de support.
• Ces systèmes très simples ont un faible coût d'investissement
et une mise en œuvre simplifiée.
• Les spécificités des systèmes monoblocs :
• Faible coût d'investissement.
• Mise en œuvre simplifiée
• Absence de régulation pour la limitation de la température de
stockage

13. • Les systèmes à thermosiphon à éléments séparés
• Dans ces systèmes, les capteurs et le ballon sont séparés.
• Le fond du ballon doit être plus haut que le bord supérieur du
capteur.
• Le ballon est généralement placé à l'intérieur du bâtiment. Le
thermosiphon met en jeu des forces motrices faibles.
• Les spécificités d’un système à éléments séparés sont :
• Fonctionnement naturel permettant une production d'eau
chaude sanitaire même en cas de coupure électrique
• Emplacement disponible du stockage
• Absence de régulation pour la limitation de la température de
stockage

14. • Les systèmes à circulation forcée
• Dans une installation à circulation forcée, un circulateur est
utilisé pour faire circuler le liquide caloporteur dans le(s)
capteur(s).
• Ce circulateur fait circuler le liquide caloporteur des capteurs
vers l'échangeur tant que la température en sortie des capteurs
est suffisante pour réchauffer le ballon de stockage.
• Les spécificités des systèmes à circulation forcée :
• Système adapté à toutes les configurations d’habitat.
• Contrôle en température du ballon possible.
• Nécessité d'une régulation différentielle pilotant le circulateur.
• Besoin d'une alimentation électrique.

15. Mise en place /implantation
• Posséder une surface suffisante et optimale pour les capteurs
solaires.
• Elle doit être correctement orientée et sans effet d'ombrage sur
les capteurs.
• L'inclinaison, D’une manière générale, il faut privilégier une
toiture dont l’inclinaison est comprise entre 10 et 40°.
• Pour les toitures dont l’inclinaison est inférieure à 10°, les
systèmes thermosiphons sont proscrits.
• L'orientation, En pratique, Le Chauffe-eau solaire en toiture
est utilisé dans les Régions Nord-ouest de la Tunisie.

16. Utilisations du chauffe-eau solaire
• Le chauffe-eau solaire peut avoir plusieurs utilisations, on
trouve alors :
• Chauffe-eau solaire individuel standard (SECI)
• Chauffe-eau solaire individuel électro-solaire(SECI)
• Système solaire combiné (SSC)
• Solaire collectif – pour l’habitat collectif
• Solaire industriel – pour les professionnel

17. Video

18. Conclusion
• L'installation de panneaux solaires thermiques se démocratise
puisque cette solution fait partie des solutions d'énergies
renouvelables.
• Malgré un investissement assez lourd, c'est une solution
rentable surtout quand on connaît le poids important de la
production d'eau chaude sanitaire dans les maisons
thermiquement performantes.
• Enfin, le chauffe-eau thermodynamique, moins cher, constitue
une très bonne alternative aux panneaux solaires thermiques.