Les composants d'un système solaire thermique

Pour bien comprendre le fonctionnement d’un chauffe-eau solaire, il est essentiel de connaître les éléments qui le composent. Chaque pièce joue un rôle spécifique dans la transformation de l’énergie solaire en eau chaude sanitaire. Voici un tour d’horizon des principaux composants d’un système solaire thermique, leur fonctionnement et leur importance.

Les capteurs solaires sont les premiers éléments visibles du système. Installés généralement en toiture, orientés plein sud et inclinés selon la latitude, ils captent l’énergie du soleil et la transforment en chaleur.

On distingue principalement deux types de capteurs :

• Les capteurs plans vitrés : composés d’un caisson isolé avec une vitre transparente et un absorbeur métallique, ils offrent un bon rendement pour un coût modéré.

• Les capteurs à tubes sous vide (que nous détaillerons dans un prochain article) : plus performants grâce à une meilleure isolation thermique, ils sont adaptés aux climats plus froids ou aux besoins importants. Cependant ils sont fragiles.

Le bon dimensionnement et le bon choix du type de capteur sont essentiels pour garantir une performance optimale.

Ce liquide joue un rôle de messager thermique : il transporte la chaleur captée par les capteurs jusqu’au ballon de stockage.
Il s’agit le plus souvent d’un mélange d’eau et de glycol (antigel), capable de résister aux températures négatives de l’hiver sans se solidifier.

Le fluide circule dans un circuit fermé et ne se mélange pas avec l’eau sanitaire. Il doit être contrôlé régulièrement pour vérifier son efficacité et son niveau de protection antigel.

Élément central du système, le ballon de stockage accumule et conserve l’eau chaude produite. Il est généralement doté d’une forte isolation pour minimiser les pertes thermiques.

On distingue deux types principaux :

• Le ballon simple : l’eau est chauffée directement par le fluide caloporteur circulant autour de la cuve.

• Le ballon avec échangeur thermique : un serpentin, traversé par le fluide caloporteur, transmet la chaleur à l’eau sanitaire.

Le volume du ballon doit être adapté aux besoins du foyer : trop petit, il risque de ne pas couvrir la demande ; trop grand, il engendre des pertes inutiles.

Pour éviter toute surchauffe ou manque de performance, une centrale de régulation contrôle en temps réel les températures relevées au niveau des capteurs et du ballon de stockage.

Cette centrale commande automatiquement :

• La mise en marche de la pompe quand les capteurs sont plus chauds que le ballon.

• L’arrêt de la pompe quand le différentiel de température est insuffisant.

Ce système intelligent optimise la circulation du fluide caloporteur et donc le rendement du chauffe-eau solaire.

Comme tout système thermique, un chauffe-eau solaire peut être soumis à des contraintes : surchauffes, dilatation des liquides, surpression… Plusieurs éléments sont donc intégrés pour sécuriser l’installation :

• Soupape de sécurité : libère l’excédent de pression si nécessaire.

• Vase d’expansion : absorbe la dilatation du fluide caloporteur, notamment en été.

• Régulateur de température : empêche le ballon de dépasser des températures critiques (généralement 90 à 100 °C).

Ces dispositifs sont indispensables pour garantir la sécurité des occupants et la longévité du matériel.

Même dans les régions très ensoleillées, l’ensoleillement peut être insuffisant à certains moments de l'année (nuits, jours très couverts, périodes de forte consommation).
C’est pourquoi un système d’appoint est prévu pour prendre le relais :

• Résistance électrique intégrée dans le ballon : pour les besoins ponctuels.

• Chaudière gaz ou bois : en relève de l’installation solaire, pour un usage plus important ou en maison non électrique.

L’appoint est automatiquement déclenché lorsque le système solaire ne peut pas suffire. Mais une installation solaire correctement dimensionnée permettra de réduire l'usage de l'appoint.

Un système solaire thermique repose sur une synergie entre plusieurs composants : capteurs, fluide caloporteur, ballon, régulation, sécurité et appoint. Bien conçue et bien installée, cette technologie permet de couvrir +85 % des besoins annuels en eau chaude sanitaire, tout en réduisant considérablement l’impact environnemental. Beaucoup de personnes ne connaissent pas vraiment leur coût de leur production d'eau chaude avec un cumulus ou autre. La consommation d'un cumulus varie entre 450 et 650 € / an. Avec les aides de ma MaprimRénov qui peuvent aller jusqu'à 4 000 €, un ballon solaire est très vite rentabilisé, retour sur investissement 3 ans et la suite ce n'est que du bonus. 

Une bonne installation, c'est avant tout faire appel à un artisan RGE QUALISOL qui sera à même de vous dimensionner et installer un chauffe-eau solaire correspondant à votre usage et qui vous garantira le résultat attendu d'un ballon solaire : Devenir autonome en production d'eau chaude. Sol'R Energy possède le QUALISOL et saura vous conseiller.