Proposé par :Mr. Hamdi KOSSEMTINI

Réalisé par :Houssem TRIKIHèni ZRIBI

Energie solaire thermique : capteur

solaires pour le chauffage d'eau

Année Universitaire : 2016/2017

Plan• Introduction

• Définition

• Principe de fonctionnement

• Quelques solutions techniques

• Mise en place /implantation

• Utilisations du chauffe-eau solaire 

• Conclusion 

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.

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.

Principe de fonctionnement

• Le cas générale:• Captage • Transfert • Stockage • Appoint • Distribution

• Captage:

• 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

• 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.

• 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

• 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

Quelques solutions techniques

• Les systèmes à thermosiphon monobloc • Les systèmes à thermosiphon à éléments séparés • Les systèmes à circulation forcée 

• 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

• 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 

• 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.

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.

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

Video

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.