Les capteurs solaires thermiques

Le principe des capteurs solaires thermiques est simple :
- une surface plane, le capteur lui-même, pour récupérer la chaleur solaire ;
- un système de circulation, pour transporter la chaleur vers un lieu de stockage ou d’utilisation ;
- un système de régulation, pour maintenir la température souhaitée.

Les capteurs sont de 3 types, suivant la température qu’on veut obtenir :

- Les capteurs non vitrés : ce sont de longs tubes noirs (la couleur qui piège le mieux la chaleur) en plastique ou en métal, dans lesquels circule de l’eau. Ils ne sont pas isolés, ce qui fait que l’élévation de température obtenue est faible : + 20° C par rapport à la température de l’air. Ces capteurs sont bien adaptés pour le chauffage des piscines.

- Les capteurs plans : ils comprennent un caisson isolant au-dessus duquel est fixée une vitre en verre ou en plastique. A l’intérieur, une feuille métallique noire absorbe la chaleur du soleil, qui est emprisonnée dans le caisson. Cette chaleur est transmise à de l’air, de l’eau, ou un autre fluide caloporteur qui ne gèle pas en hiver. Le fluide caloporteur circule librement ou dans des tuyaux vers le point d’utilisation. L’élévation de température par rapport à la température de l’air ambiant peut atteindre + 70° C. C’est l’idéal pour produire de l’eau chaude pour la maison ou pour le chauffage de tous les types de bâtiments.

- Les capteurs sous vide : ils se présentent sous la forme d’un panneau où sont alignés une série de tubes de verre transparent. Dans ces tubes, on a fait le vide, qui est un des meilleurs isolants thermiques existants. Dans chaque tube, un absorbeur capte la chaleur solaire et un système d’échangeur de chaleur la transmet à un fluide caloporteur. Comme pour les autres capteurs, le fluide caloporteur circule vers les points d’utilisation. Avec ce système, les déperditions de chaleur sont très faibles. La température peut s’élever jusqu’à 100-140° C Ces capteurs sont adaptés aux applications industrielles qui nécessitent de hautes températures.

Le système de circulation comporte une pompe de circulation ou un thermosiphon. Le thermosiphon joue sur le fait que l’eau chaude est plus légère que l’eau froide. Dans un circuit de tuyaux vertical, l’eau chaude monte d’elle-même et l’eau froide descend.

Un thermosiphon ne peut fonctionner que si le point d’utilisation de l’eau chaude est situé au-dessus du capteur. Le système de régulation est équipé de sondes de mesure de la température et d’un thermostat contrôlant la mise en route ou l’arrêt de la pompe de circulation.

Sur l’ensemble des capteurs installés dans l’Europe des 25 durant l’année 2006, soit 3 millions de m², on comptait :