Principes généraux du solaire thermique

  
Le soleil constitue une source d'énergie gratuite et non polluante, dont l’apport annuel moyen sur le
sol de la France est évalué à plus de 1 000 kWh/m2/an, ce qui représente pour l’ensemble du territoire un potentiel énergétique annuel de plus de 50 000 millions de tonnes équivalent pétrole (tep). 

Le rayonnement solaire est un rayonnement thermique qui se propage sous la forme d’ondes électromagnétiques. Il produit à la lisière, mais en dehors de l’atmosphère terrestre, un éclairement énergétique à peu près constant et égal à 1 370 W/m2, appelé de ce fait : constante solaire Ics

L’atténuation correspondante du rayonnement solaire dépend de l’épaisseur de l’atmosphère traversée, celle-ci dépendant à son tour de la latitude du lieu considéré et du temps. 
 
A la surface de la terre, le rayonnement solaire global est la somme des rayonnements : 

  • directs ayant traversé l’atmosphère, 
  • diffus, en provenance de toutes les directions de la voûte céleste. 

Une surface exposée reçoit ainsi du rayonnement direct et diffus, mais elle reçoit en plus une partie du rayonnement global réfléchi par les objets environnants, en particulier par le sol, dont le coefficient de réflexion est appelé « albédo ». 
 
 
La consommation d’énergie pour la production de l’eau chaude sanitaire dépend doublement de la
température de l’eau froide : plus l’eau est froide, plus il faut d’énergie pour la porter à une température donnée. 
 
Une installation de production d’eau chaude sanitaire par l’énergie solaire comporte en général
5 sous-ensembles : 

  • le captage, 
  • le transfert, 
  • le stockage, 
  • l ’appoint, 
  • la distribution. 


La réduction des consommations d’énergie par rapport à une installation classique, dépend du climat, du lieu d’implantation, des capteurs solaires, du dimensionnement et de la conception du système,
ainsi que du choix des composants et de leur maintenance.  

Il est donc nécessaire, lors de l’étude d’un projet, de rechercher le meilleur ajustement économique de la taille des équipements solaires aux besoins à satisfaire. 

 

Il éxiste deux types d'énergies solaires thermiques :

  • le solaire thermique avec capteur plan : le fluide passe dans un serpentin sous une vitre; ils sont peu coûteux, fonctionnent avec un bon rendement, mais seulement pendant l'été.
  • le solaire thermique avec capteur sous vide (aussi appelée capteur à tube) : le fluide circule à l'intérieur d'un double tube sous vide; le vide étant un isolant presque parfait, ils fonctionnent aussi bien en été qu'en hiver, mais sont aussi plus beaucoup plus cher.

 

Schéma d'un chauffe-eau solaire à éléments séparés


 
 


 

Moyenne annuelle de l'énergie reçue sur une surface orientée au sud et inclinée d'un angle égal à la latitude (en kWh/m²)

 

 

 

© 2009 Créateur: Florian CRONFALT Rédacteurs: Florian CRONFALT, Florian MULLER, Donovan OLIVER site créé en Novembre 2008

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