Une installation solaire thermique compose en général des éléments suivants.
a. Un champ de 2 à 8 m2 de "capteurs" solaires thermiques plans ou à tubes sous vide, orientés vers le soleil, le plus souvent intégrés dans une toiture, voire éventuellement montés en surimposition sur celle-ci ou parfois même montés en façade
b. Un système de conduites hydrauliques isolées thermiquement et remplies d’un fluide caloporteur (eau + antigel)
c. Un réservoir ou "ballon" de stockage de l'eau sanitaire à chauffer, bien isolé thermiquement et contenant un échangeur de chaleur (d) dans lequel circule le fluide caloporteur chauffé par le soleil, ainsi qu’un système de chauffage d’appoint (e) électrique - voire via une pompe à chaleur - ou à combustible fossile pour compenser les périodes de faible ensoleillement
f. Un groupe de sécurité contre les surpressions, avec soupape et vase d’expansion
g. Une pompe de circulation ainsi que des organes de mesure et des vannes, le plus souvent regroupés dans une "Station Solaire"
h. Une centrale électronique de régulation de la pompe, recevant ses informations de différentes sondes de température placés au niveau des capteurs solaires et du ballon de stockage
i. Le circuit d’eau chaude sanitaire du bâtiment
Le rayonnement solaire traverse la paroi de verre des capteurs (a) et y est convertie en chaleur. Cette chaleur est produite par l’absorption du rayonnement solaire au sein d’une plaque métallique foncée. Le fluide caloporteur transmet cette chaleur au ballon de stockage (c) via le système de conduites hydrauliques (b) et l’échangeur de chaleur (d) au sein même du ballon, avant de revenir via la pompe (g) vers les capteurs (a). Le vase d'expansion (f) sert à compenser les augmentations de volume du fluide caloporteur lors de son échauffement.
L’eau sanitaire froide qui arrive par le bas du ballon est donc chauffée dans celui-ci par le circuit solaire. Elle monte par stratification dans le ballon, en sort par le haut pour alimenter le circuit d’eau chaude sanitaire existant (i), voire éventuellement servir d’appoint au système de chauffage central du logement.
Au cas où l’ensoleillement n’est pas suffisant pour chauffer l’eau contenue dans le ballon (le cas en particulier dans l’entre-saisons et en hiver), un système de chauffage d’appoint électrique (e) - idéalement via une pompe à chaleur de rendement énergétique supérieur - ou au gaz/mazout/pellets peut entrer en service pour réchauffer directement l’eau contenue dans la partie haute du ballon.
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