Il est temps de trouver de nouvelles sources d'énergie ! Les avantages d'un capteur solaire pour le chauffage

Les sources d’énergie telles que l’électricité, le charbon et le gaz deviennent de plus en plus chères.

Les gens doivent réfléchir davantage à leur utilisation des systèmes plus respectueux de l'environnement chauffage.

C'est pourquoi il a été développé innovation technique dans le domaine des sources de chaleur alternativesÀ cette fin, des capteurs solaires ont commencé à être utilisés.

Capteur solaire pour le chauffage

La surface de cet appareil présente une faible réflectivité, ce qui favorise l'absorption de la chaleur. Pour chauffer une pièce. Ce mécanisme utilise la lumière du soleil et son rayonnement infrarouge.

Pour chauffer l'eau et une maison, la puissance d'un simple capteur solaire suffit. Cela dépend de la conception de l'appareil. L'installation peut être réalisée par l'utilisateur lui-même. Pour cela, nul besoin d'outils ni de matériaux coûteux.

Conception

La structure de l'équipement est simple. Le dispositif est une plaque rectangulaire composée de plusieurs couches :

• Couvercle en verre trempé antireflet avec cadre ;
• absorbeur;
• isolation du fond;
• isolation latérale;
• pipeline;
• rideau de verre;
• boîtier en aluminium résistant aux intempéries;
• mamelons de raccordement.

Le système comprend 1-2 collectionneurs, un réservoir de stockage et une préchambre. La structure est organisée de manière fermée, de sorte que seuls les rayons du soleil y pénètrent et se transforment en chaleur.

Principe de fonctionnement

La base du fonctionnement de l'installation est le thermosiphonLe liquide de refroidissement à l'intérieur de l'équipement circule de manière indépendante, ce qui contribuera à éliminer le besoin d'une pompe.

L'eau chauffée a tendance à monter, repoussant ainsi l'eau froide et la transportant vers la source de chaleur.

Le collectionneur est un radiateur tubulaire monté dans une boîte en bois, dont un plan est en verre. Des tubes en acier sont utilisés pour la fabrication de l'unité. L'évacuation et l'alimentation sont assurées par des tuyaux utilisés dans l'installation d'alimentation en eau.

La conception fonctionne comme ceci :

1. Le capteur convertit l’énergie solaire en chaleur.
2. Le liquide entre dans le réservoir de stockage par la ligne d'alimentation.
3. La circulation du liquide de refroidissement s'effectue de manière autonome ou à l'aide d'une pompe électrique.Le liquide présent dans l'installation doit répondre à plusieurs exigences : il ne doit pas s'évaporer à haute température, être non toxique et résistant au gel. On utilise généralement de l'eau distillée mélangée à du glycol. dans un rapport de 6:4.

Concentrateur solaire

Un dispositif d'accumulation d'énergie solaire, a la fonction d'un liquide de refroidissement. Sert à concentrer l'énergie sur l'émetteur récepteur à l'intérieur du produit.

Il existe les types suivants :

• concentrateurs à miroirs paraboliques;
• concentrateurs à lentilles plates (lentilles de Fresnel);
• sur les lentilles sphériques ;
• concentrateurs paraboliques;
• tours solaires.

Concentrateurs réfléchir le rayonnement d'un grand plan vers un petit, ce qui permet d'atteindre des températures élevées. Le liquide absorbe la chaleur et la transmet à l'objet chauffant.

Types de capteurs solaires

Il existe actuellement plusieurs types de capteurs solaires de chauffage.

Plat, son installation de vos propres mains

Cet appareil se compose d'un panneau dans lequel une plaque absorbante est montée. Ce type d'appareil est le plus courant. Son prix de revient est abordable et dépend du type de revêtement, du fabricant, de la puissance et de la surface de chauffe. Les prix de ce type d'équipement sont les suivants : à partir de 12 mille roubles.

Photo 1. Cinq capteurs solaires plats installés sur le toit d'une maison individuelle. Les appareils sont inclinés.

Champ d'application

Collectionneurs similaires sont plus souvent installés dans les maisons privées Pour chauffer les pièces et alimenter les locaux en eau chaude. Ces appareils permettent de chauffer l'eau pour une douche estivale à la campagne. Ils sont adaptés aux climats chauds et ensoleillés.

Conception de collecteur plat

Composition de l'appareil :

• verre de protection;
• tubes en cuivre;
• isolation thermique;
• surface absorbante à haut degré d'absorption ;
• cadre en aluminium.

Un collecteur avec un serpentin tubulaire est une option classique. En guise d'alternative aux conceptions faites maison, on utilise les éléments suivants : matériau en polypropylène, canettes de boisson en aluminium, tuyaux d'arrosage en caoutchouc.

Le fond et les bords du système doivent être isolés thermiquement. Si l'absorbeur est en contact avec le corps, une perte de chaleur est possible. La partie extérieure de l'appareil est protégée par un verre trempé aux propriétés spéciales. Un antigel est utilisé comme caloporteur.

Principe de fonctionnement

Le liquide est chauffé et pénètre dans le réservoir de stockage, d'où il est déplacé vers le collecteur sous forme refroidie. Le design est présenté en deux versions: circuit simple et circuit double. Dans le premier cas le liquide va directement dans le réservoir, dans la deuxième — traverse l'eau du récipient à travers un tube fin, réchauffant ainsi le volume de la pièce. En se déplaçant, elle se refroidit et retourne au collecteur.

Photo 2. Schéma et principe de fonctionnement d'un capteur solaire plat. Les flèches indiquent les composants de l'appareil.

Avantages et inconvénients

Les unités de ce type présentent les avantages suivants :

• productivité élevée;
• prix bas;
• exploitation à long terme;
• fiabilité;
• la possibilité d'auto-assemblage et d'entretien.

Les capteurs plats sont adaptés à un fonctionnement dans les régions du sud au climat chaud. Leur inconvénient est La grande surface de l'unité offre une forte résistance au vent, ce qui peut arracher la structure en cas de vent fort. Les performances diminuent en hiver. Idéalement, l'unité devrait être installée côté sud du terrain ou de la maison.

Vide

Appareil se compose de tubes individuels, réunis en haut et formant un seul panneau. En fait, chaque tube est un collecteur indépendant. Il s'agit d'un type moderne et efficace, adapté à une utilisation même par temps froid. Les appareils à vide sont plus complexes que les appareils plats et donc plus coûteux.

Photo 3. Capteur solaire sous vide. Le dispositif est constitué de plusieurs tubes fixés dans une structure.

Champ d'application

Ils sont appliqués pour l'alimentation en eau chaude et le chauffage de grandes surfacesIls sont le plus souvent utilisés dans les résidences secondaires et les maisons individuelles. Ils sont installés sur les façades des bâtiments, les toits en pente ou plats, et sur des structures porteuses spéciales. Ils fonctionnent dans les climats froids et avec peu d'ensoleillement, sans compromettre leur efficacité. Grâce à leur rendement élevé, ils sont également utilisés dans les terres agricoles et les entreprises industrielles. Ce type de système est courant en Europe.

Conception

L'appareil comprend :

• réservoir de stockage de chaleur (réservoir d'eau);
• circuit de circulation de l'échangeur de chaleur;
• le collectionneur lui-même ;
• capteurs;
• récepteur.

L'unité est conçue comme une série de profilés tubulaires installés en parallèle. Le récepteur et les tubes à vide sont en cuivre. Le bloc de tubes en verre est séparé du circuit externe, ce qui garantit que le collecteur ne cesse pas de fonctionner en cas de panne. 1 à 2 tubes. L'isolation en polyuréthane est utilisée comme protection supplémentaire.

Principe de fonctionnement

Fonctionnement de la structure basé sur la conductivité thermique nulle du videUn espace sans air est formé entre les tubes, qui retient de manière fiable la chaleur générée par les rayons du soleil.

Le collecteur à vide fonctionne comme ceci :

• l'énergie solaire est reçue par un tube à l'intérieur d'une bouteille à vide ;
• le liquide chauffé s'évapore et monte dans la zone de condensation du tuyau ;
• le liquide de refroidissement s'écoule vers le bas depuis la zone de condensation ;
• le cycle se répète à nouveau.

Grâce à un tel travail niveau de transfert de chaleur beaucoup plus élevéet les pertes de chaleur sont faibles. L'énergie est économisée grâce à la couche sous vide, qui retient efficacement la chaleur.

Photo 4. Schéma du capteur solaire sous vide. Les composants de l'appareil sont indiqués par des flèches.

Avantages et inconvénients

Avantages de ce type d'appareils :

• durabilité;
• stabilité de fonctionnement;
• réparation abordable, il est possible de remplacer seulement un élément défaillant, et non la structure entière ;
• faible vent, capacité à résister aux rafales de vent ;
• absorption maximale de l'énergie solaire.

L’équipement est coûteux et ne sera rentabilisé qu’en quelques années. après utilisation. Le coût des composants est également élevé, et leur remplacement peut nécessiter l'intervention d'un professionnel. Le système n'est pas autonettoyant contre la glace, la neige et le givre.

Types de collecteurs sous vide

Il existe deux types de produits : avec apport de chaleur indirect et direct. Le fonctionnement des structures à apport indirect est assuré par la pression dans les canalisations.

Dans les appareils à alimentation directe en chaleur, le récipient caloporteur et les dispositifs à vide en verre sont montés sur le châssis selon un certain angle, via une bague de liaison en caoutchouc.

Équipement se connecte aux conduites d'alimentation en eau via une vanne d'arrêt, et le niveau d'eau dans le réservoir est contrôlé par une vanne de verrouillage.

Air

L'eau possède une capacité thermique bien supérieure à celle de l'air. Cependant, son utilisation engendre de nombreux problèmes domestiques lors de son fonctionnement (corrosion des canalisations, régulation de la pression, modification de l'état des agrégats). Collecteurs d'air pas si fantaisiste, avoir un design simple. Ces appareils ne peuvent pas être considérés comme un remplacement complet des autres types, mais ils permettent de réduire les coûts des services publics.

Champ d'application

Des équipements de ce type sont utilisés dans le chauffage de l'air des maisons, les systèmes de déshumidification Et pour la récupération de l'air (traitement)Il est utilisé pour sécher les produits agricoles.

Conception

Se compose de :

• adsorbeur, un panneau absorbant la chaleur à l'intérieur du boîtier ;
• isolation extérieure en verre trempé;
• isolation thermique entre la paroi du boîtier et l'absorbeur ;
• boîtier étanche.

Photo 5. Capteur solaire à air pour le chauffage d'une maison. L'appareil est fixé verticalement sur le mur du bâtiment.

L'appareil est situé à proximité de l'objet chauffant en raison de pertes de chaleur importantes dans les conduits d'air.

Principe de fonctionnement

Contrairement aux collecteurs d'eau, les réchauffeurs d'air n'accumulent pas la chaleur, mais la libèrent immédiatement dans l'isolationLa lumière du soleil frappe la partie extérieure de l'appareil et la chauffe, l'air commence à circuler dans la structure et chauffe la pièce.

Vous pouvez concevoir vous-même un collecteur d'air, en utilisant les matériaux disponibles en production : Canettes de bière en cuivre ou en aluminium, panneaux d'aggloméré, tôles d'aluminium et de métal.

Photo 6. Schéma du capteur solaire à air. Le dessin montre les principaux éléments de l'appareil.

Avantages et inconvénients

Avantages :

• bon marché de l'appareil ;
• possibilité d'auto-installation et de réparation ;
• simplicité de conception.

Inconvénients : Champ d'application limité (chauffage uniquement), faible rendement. La nuit, l'équipement fonctionnera pour refroidir l'air s'il n'est pas fermé.

Sélection d'un kit de capteurs solaires pour un système de chauffage

Sélection d'un appareil Cela dépend des objectifs vers lesquels le travail de conception sera orienté. L'héliosystème est utilisé pour soutenir l'air, fournir de l'eau chaude et chauffer l'eau de la piscine.

Pouvoir

Pour calculer la puissance possible d'un système solaire, vous devez connaître 2 paramètres : L'ensoleillement d'une région donnée à une période donnée de l'année et la surface d'absorption effective du capteur doivent être multipliés.

Est-il possible d'utiliser le collecteur en hiver ?

Appareils à vide faire face au travail dans les climats froids. Plat présentent de faibles performances par temps froid et sont mieux adaptés aux régions du sud.

Moins adapté au fonctionnement dans des conditions froides structure aérienne car la nuit, il n'est pas capable de chauffer l'air.

De fortes précipitations causent des désagréments, car en hiver, les équipements sont souvent recouverts de neige et nécessitent un nettoyage régulier. L'air glacial évacue la chaleur accumulée et le capteur lui-même peut être endommagé par la grêle.

Compte tenu du champ d'application

Dans l’industrie, l’utilisation des systèmes solaires est plus répandue.L'énergie solaire est utilisée pour le fonctionnement des centrales électriques, des générateurs de vapeur et des usines de dessalement d'eau. Les capteurs sous vide sont souvent installés pour chauffer l'eau, une maison de vacances ou des bains publics dans les logements, tandis que les capteurs plats sont plus rares. Les systèmes à air contribuent à réduire les coûts de chauffage en réchauffant l'air pendant la journée.

Les capteurs sous vide fonctionnent un tiers plus efficacement que les capteurs plats. Au cours d’une année, les économies s’élèvent à 20 à 25 % de plus. Le choix et l'installation des capteurs tubulaires doivent être pris au sérieux, car, par rapport aux autres, ils sont plus sensibles aux effets destructeurs des précipitations.

Informations techniques

Lors de l’achat de collecteurs, faites attention aux conditions de fonctionnement. Les paramètres les plus importants seront surface totale de chauffage, surface active, indicateurs de perte de chaleur, coefficient angulaire, paramètres d'efficacité.

Connaissant ces données vous permettra de calculer la productivité Exploitation d'une unité spécifique. L'acheteur a le droit de demander au vendeur les calculs pertinents et les certificats disponibles.

Chauffage avec panneaux solaires

Dans les pays, où les deux tiers des jours sont généralement clairs, installer des panneaux solaires. Ces dispositifs fonctionnent grâce à l'effet photoélectrique et convertissent l'énergie solaire en chaleur.

Principe de fonctionnement

Ce L'équipement est divisé en autonome et alimenté par le réseau électriqueLes premiers accumulent l'énergie dans des dispositifs de stockage, ce qui permet de continuer à chauffer en l'absence de lumière. Les appareils de la deuxième catégorie sont connectés au réseau électrique via un onduleur spécial. Ces équipements sont assez fiables, mais s'arrêtent de fonctionner en cas de panne de courant.

Avantages et inconvénients

L’utilisation de panneaux solaires permet d’assurer le bon fonctionnement des systèmes d’alarme incendie, de surveillance de sécurité et de chauffage.

Ils respectueux de l'environnement, résistant à l'usure et fonctionnant silencieusement.

Les inconvénients incluent une faible productivité., en particulier dans les climats tempérés et frais. Initialement, l'équipement nécessite de gros investissements, mais est rentable lentement, une grande quantité d'équipements auxiliaires et une maintenance qualifiée sont nécessaires.

Fabricants populaires

Les meilleurs développeurs de panneaux solaires au monde :

• Pointu (Japon);
• Premier solaire (USA);
• Suntech Power Co. (Chine);
• Trina Solar (RPC);
• Yingli Green Energy (Chine).

Vidéo utile

Regardez une vidéo qui explique comment fonctionnent les capteurs solaires en hiver.

Avantages de l'utilisation

Le facteur déterminant la fonctionnalité des collecteurs est région de résidence du consommateur. Plus le nombre de jours ensoleillés dans une zone donnée est élevé chaque année, plus l'appareil est efficace. Dans tous les cas, l'utilisation de l'énergie solaire pour le chauffage vous permettra de réduire plus ou moins vos factures d'énergie et de vous affranchir des services de chauffage.