Les énergies alternatives sauveront le monde ! Choisir un capteur solaire pour le chauffage domestique
Capteur solaire – une structure technique qui convertit l'énergie solaire en chaleur.
Les systèmes solaires basés sur ces dispositifs sont de plus en plus présents dans les maisons de campagne.
Lors de l'installation d'un tel système dans une maison, la source de chaleur est la nature, ce qui signifie que coûts de l'énergie thermique pour une vie confortable, dans certaines conditions, sont pratiquement égaux à zéro.
Caractéristiques d'un capteur solaire comme dispositif de chauffage d'une maison
Un capteur solaire est un dispositif qui fonctionne en absorbant le rayonnement solaire et en transférant son énergie à l'aide d'un fluide caloporteur.
La conception du système solaire comprend les éléments suivants :
- Absorbeur solaire (panneau).
- Réservoir de stockage.
- Unités d'alimentation et d'évacuation d'eau.
- Régulateurs et capteurs.
Principe de fonctionnement consiste à capter les rayons solaires avec un panneau et à les convertir en énergie thermiqueL'énergie accumulée agit sur le liquide caloporteur (eau ou antigel). Ce liquide pénètre dans le réservoir d'eau et libère de l'énergie. Le système est mis en marche par un régulateur spécial.
En passant par le circuit d'échange de chaleur - un système de tuyaux, Le liquide chauffé libère de la chaleur dans l’air. Grâce à cela, la pièce est chauffée. Grâce à la chaleur apportée, le ballon de stockage crée une réserve d'eau chaude pour une utilisation ultérieure. Grâce au système d'isolation thermique, l'eau chauffée par le soleil est stockée jusqu'à son utilisation.
Pour maintenir la température de l'eau requise dans le réservoir, le système équipé de capteurs spéciaux et de pompes pour la circulation forcéeDans des versions plus simples, la circulation se produit en raison de la gravité naturelle.
Les systèmes solaires modernes sont actuellement utilisés comme éléments principaux et auxiliaires des systèmes de chauffage. En tant que source principale de chaleur, le système solaire peut être utilisé. exclusivement dans les régions du sud, où il y a suffisamment de soleil toute l'année.
Installation d'un capteur solaire dans une maison vous permet de bénéficier de :
- Acquérir son indépendance énergétique.
- Réduire les coûts d’achat de gaz et d’électricité pour le chauffage et la production d’eau chaude.
- Disponibilité.
- Durabilité. Durée de vie d'un collecteur au moins 20-25 ans.
- Pas de saleté ni de déchets.
- Réduire la charge sur le réseau électrique de la maison.
Les systèmes solaires présentent également certains inconvénients :
- Coût élevé de l'équipement. Le délai d'amortissement du système est d'environ 7-10 ans.
- Dépendance aux conditions climatiques. Dans certaines régions, l'énergie solaire n'est pas fournie régulièrement, ce qui empêche le système de fonctionner correctement. Dans les régions nordiques, le rendement des capteurs solaires est trop faible et les coûts d'installation ne sont pas amortis.
Types d'appareils de chauffage : principes de fonctionnement et règles d'installation
Selon le type d'absorbeur - panneau solaire, les capteurs sont divisés en trois types.
Absorbant la lumière plate
Le panneau de ce modèle est un boîtier plat en aluminium avec une surface noire et une isolation thermique sur le fond. recouvert de verre trempé et de propylène glycolIl absorbe les rayons du soleil.
L'avantage de ce type de capteur réside dans son faible coût. Son inconvénient réside dans ses pertes thermiques importantes et son faible rendement. Un capteur plat peut tomber en panne lorsque la température de l'air baisse. jusqu'à moins 25 degrésSon efficacité dépend de l’angle d’incidence des rayons du soleil.
Photo 1. Composants (indiqués par des flèches) de la conception d'un capteur solaire plat absorbant la lumière.
Règles d'installation
Le panneau solaire plan peut être installé sur le toit selon n'importe quel angle, puis modifié en fonction des conditions météorologiques pour augmenter la surface d'absorption solaire. Pour garantir une efficacité optimale en été, le panneau est installé. à un angle de 55 degrés, en hiver - 35 degrés.
Important! Lors de l'installation, il est nécessaire de prendre en compte que le panneau ne doit pas être ombragé par des objets étrangers. au-dessus de 20 degrés à partir du bord inférieur. Lors de l'installation de plusieurs plaques, les exigences d'ombrage doivent également être prises en compte.
Le panneau est fixé sur des supports ou sur des profils installés en plus. Une des options installations — au ras de la pente du toit. Dans ce cas, les panneaux sont fixés au revêtement de toiture. Les joints entre eux et le matériau de couverture sont scellés avec du mastic. Cette option d'installation n'est possible que sur les toits en pente avec un angle. pas moins de 30 degrés.
L'installation des tuyaux collecteurs nécessite des ouvertures dans la toiture. Les brèches dans le toit doivent être scellées avec du mastic. Les canalisations peuvent être installées sur un mur vertical, sans avoir à percer de trous dans le toit.
Le ballon tampon et le ballon de chauffage indirect sont généralement installés à côté d'un chauffe-eau classique. Tous les éléments du système de capteurs sont reliés entre eux. canalisation principale avec raccord fileté.
Vide
Appareil avec une efficacité allant jusqu'à 85%. Il peut fonctionner dans toutes les conditions climatiques, en présence du soleil. Il est constitué d'un ensemble de tubes, qui sont des ballons doubles absorbant la chaleur. Le ballon intérieur contient un absorbeur métallique et un tube contenant du liquide.
Photo 2. Capteur solaire sous vide installé sur le toit d'une maison. L'appareil est composé de plusieurs tubes.
Entre les deux flacons se trouve un espace libre dans lequel se forme un vide. Ce vide assure l'isolation thermique du flacon intérieur. 2 types de collecteurs sous vide :
- Directement — où le liquide de refroidissement s'écoule directement dans les tubes absorbants.
- Avec caloduc - forme des vapeurs qui transfèrent la chaleur à travers le liquide de refroidissement.
Le principal inconvénient d’un tel collecteur — coût élevé et nécessité d’installer une pompe électrique pour la circulation forcée.
Règles d'installation
Le respect des recommandations d'installation d'un capteur sous vide est essentiel à son bon fonctionnement et à son efficacité. Les canalisations galvanisées ou en polymère ne conviennent pas à ce type de système solaire. En effet, par temps chaud, l'eau à l'intérieur du capteur peut chauffer. jusqu'à 300 degrés. seuls des tubes en cuivre ou en acier sont utilisés pour installer le collecteur à vide. Lors de l'installation, les recommandations suivantes doivent être respectées :
- L'angle du panneau collecteur lorsqu'il est installé sur le toit doit correspondre à la latitude géographique de la zone.
- Dans les espaces ouverts, le collecteur est installé à côté de l’objet qui consomme sa chaleur.
- L'angle d'incidence du soleil pour un bon fonctionnement doit être 90 degrés.
- La possibilité d’ombrage doit être complètement éliminée.
Il est difficile d'obtenir la bonne inclinaison du panneau du capteur sous vide tout au long de l'année. Il est donc recommandé installation de structures mobiles, lorsque l'angle peut être modifié selon les besoins.
Dans les régions du nord, des collecteurs sous vide sont installés presque vertical, pour utiliser la lumière réfléchie par la neige en hiver.
Dans ce cas, la meilleure option est de monter le capteur sur le mur de la maison. Un montage bas permet de réduire la distance entre le panneau et le ballon de stockage, ce qui contribue à limiter les pertes de chaleur.
Référence. Supplémentaire chauffage électrique et au gaz est en cours d'installation après l'installation complète du collecteur à videDans ce cas, le raccordement en parallèle doit être exclu. Les sources de chaleur supplémentaires doivent fonctionner de manière autonome, en cas de chauffage insuffisant par le rayonnement solaire.
Air
Il fonctionne par circulation d'air chaud, qui circule dans le système grâce à un ventilateur ou naturellement. Grâce à l'échange thermique naturel, l'air chaud, après avoir dégagé de la chaleur, descend et l'air chaud monte. C'est le modèle le plus simple, mais sa capacité n'est pas suffisante pour chauffer la maison pendant la saison froide. De telles constructions peuvent être utilisées pour chauffer les petits chalets d'été pendant la basse saison.
Collecteur d'air se compose des parties suivantes :
- Un boîtier étanche pour placer des composants actifs.
- L'absorbeur d'énergie solaire est un panneau argenté à l'intérieur du boîtier.
- Isolation extérieure - verre trempé pour protéger l'absorbeur.
- Matériau isolant thermique.
L'avantage d'un capteur solaire à air est dans la simplicité de la conception et l'absence de risque de gel du liquide et de formation de fuitesCapteur d'air. En plus de chauffer la maison, il peut également réduire l'humidité ambiante. Inconvénient : rendement extrêmement faible.
Photo 3. Capteurs solaires à air installés sur le mur de la maison. Cette méthode de placement est la plus efficace.
Règles d'installation
Installez le collecteur d'air uniquement du côté sud de la maison. Des déviations vers l'est ou l'ouest sont possibles. ne doit pas dépasser 40 degrés. Angle d'inclinaison - 35-45 degrés. L'installation verticale du collecteur d'air sur le mur de la maison est la plus avantageuse, car elle augmente son efficacité.
Du côté de l'emplacement du panneau deux trous sont faits dans le mur, superposés, pour aspirer et évacuer l'air. Un ventilateur est fixé dans l'ouverture inférieure et aspire l'air de la pièce. L'air chaud entre dans la maison par l'ouverture supérieure.
Attention! Longueur des conduits d'air ne doit pas dépasser 5 mètresSi l'air chaud doit être transporté sur de longues distances, un ventilateur supplémentaire doit être installé. Dans ce cas, la circulation naturelle de l'air ne sera pas possible.
Le collecteur est fixé au mur à l'aide de chevilles et raccordé aux conduits d'air. À la sortie du conduit d'air, installer un clapet anti-retour, ce qui empêchera l'air de passer lorsque le ventilateur ne fonctionne pas la nuit ou par temps nuageux.
Vidéo utile
Regardez une vidéo qui parle des caractéristiques du chauffage et du chauffage de l'eau à l'aide de capteurs solaires en hiver.
Évaluer les avantages avant l'installation
Fourniture complète d'eau chaude et de chauffage avec un capteur solaire possible uniquement dans les régions du sudDans les latitudes nordiques, les structures ne peuvent être utilisées que en complément du chauffage principal, et cela doit être pris en compte lors de l'achat d'équipement. Dans la plupart des régions russes, avec leurs hivers enneigés et leur manque de soleil, les systèmes solaires ne peuvent être utilisés qu'au printemps et en été pour chauffer l'eau. Pour le chauffage, c'est pratiquement inutile.
Commentaires
Ce système me permet d'économiser jusqu'à 40 % de gaz, car le chauffage principal est allumé et ne fonctionne que lorsque la température baisse à cause du manque de soleil. Malgré ces économies, le système n'a pas encore été rentabilisé en deux ans d'utilisation ; selon mes calculs, il devrait l'être en un an et demi à deux ans.