Capteur héliothermique
Le capteur héliothermique, ou capteur plan, est un dispositif dont l'objectif est de capter la chaleur émise par le soleil.
Il consiste généralement en un tube, ou une série de tubes, placés dans une enceinte dont une face est transparente à la lumière et les autres faces isolées, tube dans lequel on fait circuler un fluide qui emmagasine cette chaleur pour son utilisation.
Sommaire
Principe de fonctionnement d'un collecteur plan
- Un capteur ou collecteur solaire plan comprend normalement cinq parties (fig.1) :
- Une couverture transparente, composée éventuellement de plusieurs éléments (vitre),
- L’absorbeur qui est aussi la plaque où se réalise la conversion de l’énergie solaire en chaleur,
- Un circuit caloporteur,
- Une isolation thermique arrière et latérale,
- Une structure de liaison, modulaire ou intégrée (toiture solaire).
- Schéma d’un collecteur plan standard. Bilan énergétique net simplifié (fig.1)
- Du flux solaire global incident sur la vitre, direct et diffus, une fraction importante,
entre 80 et 92 %, appelée coefficient de transmission énergétique t, atteint l’absorbeur où une fraction a (coefficient d’absorption) de ce rayonnement est transformée en chaleur. Cette absorption se réalise au sein d’une couche superficielle de la plaque sur une épaisseur très faible (< 0,1 mm). A cet endroit, nous disposons alors d’un flux thermique disponible par m² de surface de vitre égal à :
Le plus simple des capteurs héliothermiques
Le plus simple des capteurs héliothermiques est un tuyau noir (au pire un tuyau classique : vert) enroulé lâchement sur une tôle ondulée ou un toit, ou simplement sur le gazon : plus il est long, et plus on aura d'eau chaude longtemps. Attention! l'eau peut être très chaude lorsque le tuyau a été exposé durant une heure!
Le réservoir tampon
En faisant passer ce tuyau dans un réservoir contentant de l'eau de sorte que l'eau chauffée par le soleil dans le tuyau vienne à chauffer celle dans le réservoir, on crée une inertie thermique dans ce réservoir qu'il est possible ensuite d'utiliser pour chauffer à son tour de l'eau domestique. Mieux ce réservoir tampon sera isolé, plus facilement il sera chauffé et plus longtemps il gardera la chaleur emmagasinée.
Le rapport entre le contenu du réservoir et la surface développée de tuyau est d'environ 1 m² pour 1/4 m³ pour un temps de chauffe d'un capteur bien exposé au printemps de 1 à 2 semaines à 60°C.
Capteur héliothermique amélioré
Par l'isolation du tuyau, en le plaçant dans une enceinte appropriée, on augmente notablement la captation de l'énergie solaire par effet de serre. De même, le choix de liquide caloporteur améliora sensiblement le système.
Orientation et situation d'un capteur héliothermique
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Capteur parabolique
Le capteur parabolique utilise le principe de la parabole qui concentre les rayons solaires en un point où seraient situés les tuyaux calorifiques. C'est idéal comme système car il capte plus de rayonnement et permet de réchauffer plus vite et mieux. Ses principaux désavantages sont: coût excessif, besoin de beaucoup de place selon le système utilisé et il faut un système qui oriente le capteur vers le soleil. En effet, l'alignement est capitale pour concentrer le rayonnement au foyer.
Distillateur solaire
Les distillateurs solaires sont des capteurs héliothermiques qui utilisent la chaleur solaire pour chauffer de l'eau saumâtre afin de la faire évaporer, de sorte qu'elle se condense sur une toile pourvue d'un système de récupération de l'eau douce. On peut ainsi compter récupérer entre 3 et 5 litres d'eau au m2.
Voir aussi
Liens internes
Les distillateurs solaires sont des capteurs héliothermiques qui utilisent la chaleur solaire pour chauffer de l'eau saumâtre afin de la faire évaporer, de sorte qu'elle se condense sur une toile pourvue d'un système de récupération de l'eau douce. On peut ainsi compter récupérer entre 3 et 5 litres d'eau au m2.
Liens internes
- Ensoleillement en Europe
- un capteur sous vide
- site plus général
- Deux autoréalisations
- Faire ses radiateurs
- Un site pour les Français (aide, crédit d'impôt, etc.
Bibliographie
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