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Captage de la chaleur par les panneaux
(Crédit B. Thouvenin) |
En un quart d'heure, le soleil diffuse sur la planète un rayonnement suffisant pour fournir à l'humanité la totalité de l'énergie qu'elle consomme en un an! Pourtant notre société fait encore massivement appel aux combustibles fossiles, dans des proportions telles que notre atmosphère ne pourra le supporter longtemps. Or nous savons aujourd'hui qu'une très grande part de nos activités polluantes peut être remplacée par des alternatives peu ou pas du tout polluantes. Le chauffe-eau solaire est l'une de ces alternatives.
Le chauffe-eau solaire est un complément aux chauffe-eau électriques et autres chauffe-eau à gaz pour permettre aux occupants d'un logement (individuel ou collectif) de couvrir une large part de leurs consommations d'eau chaude sanitaire, grâce à l'énergie solaire. Pour cela, il recourt à la conversion thermique du rayonnement solaire.
Le chauffe-eau solaire peut également être utilisé pour chauffer la maison. Combiné à un système de chauffage radiant à l'eau, ou même à air pulsé, il s'avère très efficace pour réduire la consommation d'énergie et procure une chaleur saine et douce aux habitants du logis.
Il est important de différencier les technologies solaire actives de l'utilisation de l'énergie solaire passive. Le solaire actif fonctionne grâce à des appareils et des dispositifs mécaniques qui récupèrent et emmagasinent la chaleur. Le solaire passif est une technique de conception qui favorise l'exposition de la maison aux rayons du soleil tout en protégeant adéquatement les faces exposées aux vents froids et à l'ombre. Une masse thermique composée d'eau ou de pierres est souvent disposée à l'intérieure de la maison. Cette masse emmagasine la chaleur durant la journée pour la relâcher graduellement lorsque le soleil disparaît. Voir nos fiches sur le chauffage résidentiel et sur l'approche bioclimatique pour plus de détails.
Le chauffe-eau solaire est donc considéré comme étant un système solaire actif.
Saviez vous que…
- Les industriels ne sont pas les seuls à blâmer car plus de 50% des émissions de gaz carbonique (CO2) sont commises par les particuliers…
- L'installation d'un seul chauffe-eau solaire permet d'éviter le rejet de plus ou moins 0,5 tonne de C02 par an! Sur 20 ans, c'est l'émission de plus de dix tonnes de gaz à effet de serre qu'un tel système permet d'éviter.
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Le chauffe-eau solaire présente plusieurs avantages :
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Le chauffe-eau solaire permet à lui seul de réduire les émissions de CO2 de façon considérable. Le CO2 (Dioxyde de carbone) est un gaz à effet de serre. En réduisant nos émissions quotidiennes, nous contribuons directement à ralentir le processus de réchauffement de la planète. |
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Inconvénients |
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Le Fonctionnement :
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1. Capter l'énergie solaire |
Il y a deux types de capteurs solaires (1) : Le capteur plat, et le capteur à tubes sous vide.
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(Source : ADEME Aquitaine)
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2. Transporter la chaleur |
C'est le rôle du circuit primaire. Étanche et calorifugé, il contient de l'eau additionnée d'antigel à base de Glycol. Ce liquide s'échauffe en passant dans les tubes du capteur, et se dirige vers un ballon de stockage. |
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Schéma- tubes sous vide (crédit : Viessmann)
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3. Restituer la chaleur |
Là, grâce à un échangeur thermique (serpentin), il cède ses calories solaires à l'eau sanitaire. Le liquide primaire, refroidi, repart vers le capteur, où il est chauffé à nouveau tant que l'ensoleillement reste efficace. |
| 4. Stocker l'eau chaude | Le ballon solaire (2) est une cuve métallique bien isolée. Il 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. |
| 5. Faire circuler le liquide primaire |
La circulation du liquide peut être naturelle ou forcée.
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| 6. Pallier l'insuffisance d'ensoleillement |
Partout en métropole, on doit faire face à des périodes défavorables (hiver, demi-saison, longue période de mauvais temps). 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 :
Un second ballon pourvu d'un réchauffeur électrique peut également servir d'appoint. |
CONSEILS
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Installation |
Contrairement à ce que l'on pourrait croire, l'installation d'un chauffe-eau solaire n'est pas un jeu d'enfant. Aussi, à moins que vous ne possédiez de solides aptitudes en électricité, en plomberie et en menuiserie, il serait préférable de faire appel à un professionnel qualifié et possédant l'expérience spécifique à la pose du chauffe-eau solaire.
Le capteur se pose de préférence plein sud à une inclinaison optimum annuelle de 40 à 50 degrés sur l'horizontal. La tolérance pour des raisons architecturales : 25 à 30 degrés. Si la pente de votre toit n'est pas orientée plein sud, vous pouvez fixer le capteur sur le mur ou au sol à l'aide d'un châssis spécialement conçu. Vous devez cependant vous assurer qu'aucun des éléments environnants votre domicile ne viendra porter ombrage au capteur durant la journée.
Pour des raisons esthétiques et de sécurité, il vaut mieux choisir un modèle de capteur qui s'intègre à la toiture ou qui se pose bien à plat sur celle-ci. On doit s'assurer que le capteur est fixé de façon robuste : On sous-estime souvent la force du vent.
La distance entre le capteur et le réservoir de stockage doit être la plus réduite possible pour éviter les pertes thermiques dans les canalisations qui doivent être calorifugées. Pour les régions nordiques, on doit s'assurer de protéger le circuit primaire contre le gel en y introduisant un mélange d'eau et d'antigel en guise de liquide caloporteur. Lorsque le choix du liquide à introduire viendra, il conviendra de choisir un antigel à base de Mono propylène glycol car ce dernier est considéré comme non toxique et non polluant. |
| Le choix |
Le chauffe-eau solaire se développe depuis plus de vingt ans et la majorité des produits disponibles aujourd'hui sont robustes et fiables. Il est conseillé d'opter pour la technologie la plus simple afin d'éviter le bris potentiel de pièces trop fragiles et souvent coûteuses.
Avant de contacter un concessionnaire vous devez déterminer quel type de chauffe-eau solaire comblera vos besoins : Un chauffe-eau solaire saisonnier ou permanent? Tout dépendant de l'utilisation que vous comptez en faire, le type de système et le coût d'acquisition peuvent varier grandement. Le choix d'un système composé de capteurs à tubes sous vide est recommandé pour les régions plus froides.
Selon le modèle, le capteur solaire peut avoir une efficacité de conversion de plus de 80% en été et 40% en hiver. Cela signifie qu'il transmet au liquide caloporteur, plus de 80% de l'énergie solaire qu'il capte (pour l’été).
Au Québec, selon une étude du Bureau de l’Efficacité et de l’Innovation Énergétique (BEIE) terminée en Aout 2011, un chauffe-eau solaire permet d’économiser en moyenne 100$ par an, pour un prix d’achat avec l’installation entre 8 000 et 10 000$, installation incluse. Ce prix n'inclus pas le dispositif d'appoint, mais normalement on peut utiliser son chauffe-eau électrique qui occupait la fonction de chauffe-eau principal. Ainsi on économise sur le nouveau système et on évite de reléguer une autre carcasse polluante aux rebuts. Le retour sur l'investissement se situe donc aujourd’hui entre 80 et 100 ans. Il varie selon la fluctuation du prix de l'énergie que vous épargnez.
Les politiques d'implantation du chauffe-eau solaire varient d'une région à l'autre. Certains pays offrent des subventions pour amortir l'investissement de départ. |
| Sécurité |
Le chauffe-eau solaire se développe depuis plus de vingt ans et la majorité des produits disponibles aujourd'hui sont robustes et fiables. Il est conseillé d'opter pour la technologie la plus simple afin d'éviter le bris potentiel de pièces trop fragiles et souvent coûteuses.
Avant de contacter un concessionnaire vous devez déterminer quel type de chauffe-eau solaire comblera vos besoins : Un chauffe-eau solaire saisonnier ou permanent? Tout dépendant de l'utilisation que vous comptez en faire, le type de système et le coût d'acquisition peuvent varier grandement. Le choix d'un système composé de capteurs à tubes sous vide est recommandé pour les régions plus froides.
Selon le modèle, le capteur solaire peut avoir une efficacité de conversion de plus de 80% en été et 40% en hiver. Cela signifie qu'il transmet au liquide caloporteur, plus de 80% de l'énergie solaire qu'il capte (pour l’été).
Au Québec, selon une étude du Bureau de l’Efficacité et de l’Innovation Énergétique (BEIE) terminée en Aout 2011, un chauffe-eau solaire permet d’économiser en moyenne 100$ par an, pour un prix d’achat avec l’installation entre 8 000 et 10 000$, installation incluse. Ce prix n'inclus pas le dispositif d'appoint, mais normalement on peut utiliser son chauffe-eau électrique qui occupait la fonction de chauffe-eau principal. Ainsi on économise sur le nouveau système et on évite de reléguer une autre carcasse polluante aux rebuts. Le retour sur l'investissement se situe donc aujourd’hui entre 80 et 100 ans. Il varie selon la fluctuation du prix de l'énergie que vous épargnez.
Les politiques d'implantation du chauffe-eau solaire varient d'une région à l'autre. Certains pays offrent des subventions pour amortir l'investissement de départ. |
EN SAVOIR PLUS
Organismes
Ressources naturelles Canada
- Division de l'énergie renouvelable et électrique. Publications et information
- Association des industries solaires du Canada
- Société d'énergie solaire du Canada Inc. (en anglais)
- Énergie solaire Québec
- The Sustainable Building Sources (Site complet dédié à la construction écologique. Section Chauffe-eau solaire).
Livres/articles
Auteur: Benjamin Dessus, François Pharabod
Date: 15 octobre 2002
Format: Poche - 127 pages 2e édition ISBN : 2130531296
Auteur: Green Building Program, Austin, Texas.
Format: > 200 pages. Livre américain traitant de la construction écologique. Chapitre complet sur le Chauffe-eau Solaire. Plein de ressources.
Lien: http://www.ci.austin.tx.us/greenbuilder/publications.htm
Les chauffe-eau solaires: Guide de l'acheteur
Auteur: Ressources naturelles Canada
Format: e-Book 21 pages, gratuit.
LEXIQUE
Caloporteur : Se dit d'un fluide transportant de la chaleur, par extension du sens primitif donné par Robert à ce néologisme : « qui évacue la chaleur d'une machine thermique ».
Calorifuge : Se dit des substances peu conductrices de la chaleur ou du froid (liège, feutre, amiante, soie de verre, coton minéral, etc.), destinées à s'opposer aux déperditions caloriques.
Capteurs solaires : Coffre rigide et vitré à l'intérieur duquel une plaque et des tubes métalliques noirs (absorbeur) reçoivent le rayonnement solaire et chauffent un liquide caloporteur (antigel).
Dispositif d'appoint : Dispositif, système, équipement, etc., qui s'ajoute à un élément principal pour fournir un apport supplémentaire ou pour prendre la relève au moment opportun.
Échangeur thermique : Appareil dans lequel deux fluides de températures différentes circulent dans des enceintes distinctes et transmettent leur chaleur de l'un à l'autre.
Glycols : Série de composés organiques faisant partie des alcools, mais possédant deux groupes oxhydryle (OH, atomes d'oxygène et d'hydrogène) sur des atomes différents de carbone. Le premier membre de la série est l'éthylène glycol, très utilisé comme antigel pour les voitures et comme constituant de nombreux dispersants chimiques actuels.
Régulation : Action de régler automatiquement l'une des grandeurs de sortie d'un système par action sur les grandeurs d'entrée.
Serpentin : Tuyau en spirale placé autour d'une source de chaleur ou de froid, dans le corps d'un réchauffeur ou d'un réfrigérateur, et dans lequel circule un fluide.
Thermosiphon : Circulation naturelle d'un liquide dans une installation du fait de la variation de sa masse volumique en fonction de la température. Dans un chauffe-eau solaire en thermosiphon, le liquide caloporteur réchauffé dans les capteurs solaires se dilate, et, plus léger, monte vers le ballon de stockage. Il est remplacé par le liquide refroidi descendant du ballon.
Je ne comprend pas ,ici tout les chauffe eau sont orienté vers le nord,ou nord est,voire nord ouest suivant le toit et en effet le froid vient du sud .et dans votre article vous parlez de les mettre vers le sud ? .
Bonjour,
Nous réfléchissons à fabriquer une éolienne verticale Savonius 400 D 105 cm double paroi.
En vue de l'installer sur une barque pointue de 560x175 cm pesant plus d'une tonne à Valence .
Nous voulons essayer de créer une force propulsive à notre barque .
De même nous voulons étudier la possibilté de réchauffer l'eau contenue dans la double paroi par le frottement de disques titane qui ralentirait la rotation de l'éolienne .
Donc créer un cumulus éolien solaire .
qu'en pensez vous et quels conseils pouvez vous nous apporter ?
cordialement