CHAUFFE-EAU et CHAUFFAGE SOLAIRE - Mon Energie Solaire:

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Chauffe-eau solaire en kit : la gamme SLS

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Je souhaite aujourd’hui vous présenter une des nouveautés dévoilées au dernier salon Interclima, lequel s’est tenu début février, at auquel de nombreux acteurs du marché de l’énergie solaire étaient présents.

Il s’agit d’une nouvelle gamme de chauffe-eau solaires individuels (CESI) proposée par elm Leblanc, une filiale du groupe Bosch, dont l’image de marque rayonne aujourd’hui jusque dans le secteur du solaire!

Baptisés SLS, ces nouveaux systèmes se composent de 3 modules. Le module capteurs comprend entre 1 et 3 capteurs vitrés semblables à celui de la photo ci-contre, d’une superficie de 2,37m² chacun. Ceux-ci peuvent se targuer d’être particulièrement résistants (et notamment à la grêle), ce qui les rend utilisables dans des régions au climat éventuellement rude, et d’absorber 95% du rayonnement solaire qu’ils reçoivent. Les capteurs SLS sont conçus pour pouvoir être montés avec un châssis (voir photo), de façon à pouvoir s’adapter à tous types de situations : façade, sol ou toiture. Ils peuvent également être intégrés à une toiture (en remplacement d’une partie de la toiture). Autre avantage des SLS, leur adaptabilité à tous types de tuiles en toiture, leur poids faible, et la simplicité de leur système de connexion hydraulique dit "sans outil". Ils sont livrés "prêt à poser" avec les accessoires de pose.

Les kits SLS comportent une gamme de ballons solaires d’une capacité allant de 200 à 500l, bénéficiant d’une isolation thermique performante pour éviter toute déperdition de chaleur (Avec rien moins que 5cm d’isolant en polyuréthane!), et comportant un échangeur d’appoint destiné à fonctionner avec un appoint à gaz (c’est-à-dire une chaudière à gaz classique).

Les kits comprennent également le module de transfert, composé du régulateur (qui gère, çà l’aide de sondes, les apports respectifs des capteurs solaires et de l’appoint pour chauffer l’eau du ballon) et un vase d’expansion (qui permet de remplir et vidanger le circuit hydraulique du chauffe-eau, mais aussi d’éviter tout risque de surpression dans le circuit).

Côté prix, le coût d’un système complet varie entre 3040,23 euros et 7168,82 euros (prix TTC donnés sur la base d’une TVA à 19,6%), principalement selon la capacité du ballon et la surface de capteurs utilisée. Et ce, sans compter les diverses aides (collectivités locales, ANAH), le crédit d’impôt de 50% (pour lequel les kits SLS sont éligibles) et la TVA réduite.

Les kits SLS sont commercialisés dès février ; reste à attendre les premiers retours d’expérience.

(Crédits photo : e.l.m. Leblanc)

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Energie solaire : zoom sur Clipsol

Si je vous ai beaucoup parlé d’entreprises étrangères et de leurs produits en matières d’équipements solaires, je souhaite aujourd’hui mettre à l’honneur une société française : Clipsol. Celle-ci se distingue d’abord par son âge très respectable dans un secteur encore en pleine éclosion : 28 ans. Qui a parlé d’effet de mode pour l’énergie solaire? Ces années d’expéreince se sont concrétisées par la mise en service de quelque 6000 installations coportant pas moins de 100000m² de capteurs solaires, thermiques comme photovoltaïques.

Attention, Clipsol est un constructeur français de matériel solaire, proposant une gamme de produits originale, contrairement à plusieurs entreprises françaises qui commercialisent et ionstallent des matériels importés, notamment d’Allemagne.

Clipsol, qui possède un réseau de distribution étendu sur tout le territoire, est présente à la fois sur le secteur du solaire thermique et sur celui du solaire photovoltaïque. Forte de cette double compétence, c’est cependant dans le premier domaine que la société a mérité ses lettres de noblesse, en ayant su s’imposer comme le numéro un du chauffage solaire équipant les logements individuels.

Parmi les produits phares de la firme, ses capteurs solaires TGD (pour "Très Grande Durabilité") montés sur châssis ou intégrés en toiture, ses chauffe-eau solaires en kit (pour l’habitat individuel), les planchers solaires directs (voir notre article à ce sujet) pour le chauffage solaire (qui peut également être utilisé avec de simples radiateurs)… L’entreprise produit également ses propres régulateurs et ballons d’eau chaude solaire BLOCSOL. Clipsol est également présente sur le marché du solaire thermique collectif, le plus porteur actuellement ainsi que l’a récemment montré Enerplan dont je vous résumais, la semaine dernière, le bilan 2007 de l’énergie solaire en France.

Je vous invite à visiter le site de Clipsol pour vous renseigner sur leurs modèles et vous convaincre qu’après tout, la France elle aussi sait concevoir du matériel solaire, et n’a pas toujours à rougir devant ses concurrents européens dans ce domaine!

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Comment choisir votre chauffage solaire piscine : un comparatif de systèmes en kits

Vous êtes intéressé par l’acquisition d’un système de chauffahge solaire pour votre piscine en vue de l’arrivée de l’été, mais ignorez dans quel type de modèle investir? Le choix est large, et il peut être difficile pour le néophyte des’y retrouver.Je vous conseille de jeter un coup d’oeil sur le site de la société H20-création.

En particulier, celle-ci propose une fiche comparative permettant, en un coup d’oeil, de mettre en regard les capteurs plans, lescapteurs souples et les capteurs sous vide, du point de vue :

- de leurs performances

- de la surface de capteurs nécessaire dans chaque cas pour assurer le chauffage de votre piscine

On y trouve également une comparaison du coût cumulé des pompes à chaleur et des systèmes sous vide, à moyen terme (environ une dizaine d’années). C’est la deuxième solution qui l’emporte, avec un coût d’utilisation par saison ytrès faible.

Bien évidemment, cette étude favorise le matériel commercialisé par JH20 Création. Il serait intéressant de voir une contre-expertise. En attendant, cette fiche, que vous trouverez ici, donne à réfléchir.

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Chauffage solaire : comment fonctionne un Système Solaire Combiné?

L’énergie solaire peut-être utilisée pour chauffer leau chaude sanitaire d’un foyer, mais ce n’est pas tout : il est également possible de chauffer son habitation grâce à l’énergie solaire. C’est le rôle des Systèmes Solaires Combinés (SSC) que je souhaite vous présenter aujourd’hui. A partir de la chaleur produite par des capteurs solaires thermiques, ceux-ci accordent la priorité au chauffage de l’habitation par rapport aux besoins en eau chaude, lesquels peuvent être couverts par un appoint.

D’après les renseignements fournis par l’ADEME, un système solaire combiné peut, en France, fournir de 20 à 40% des besoins de chauffage d’un foyer. Ce chiffre varie principalement en fonction de la localiation de l’habitation et de la surface de capteurs utilisée. L’ADEME estime qu’il faut compter 1m² de capteurs solaires pour 10 à 15m² d’habitation à chauffer.

On peut distinguer deux grands types de systèmes solaires combinés :

- La première grande catégorie est celle des systèmes à hydro-accumulation (schéma de droite). Leur principe part du constat que l’énergie solaire ne peut être produite de manière prévisible et régulière, alors qu’il est nécessaire de pouvoir maintenir constante la température de l’habitation. Afin de remédier à ce problème, la chaleur produite par les capteurs est stockée dans un ballon d’eau-chaude "tampon" avant d’être diffusée à l’habitation, soit par un système de radiateurs classiques, soit par un plancher chauffant. L’inconvénient de ce système est l’importance du volume "tampon" nécessaire : le ballon d’eau chaude tampon doit ainsi avoir une contenance comprise entre 500 et 2000L ; on considère souvent que 700L est un minimum. Son avantage est que son implantatpn dans un logement existant n’exige pas de travaux très lourds.

- La seconde grande catégorie est celle des Planchers Solaires Directs (marque déposée). Il s’agit du système représenté sur le schéma de gauche. Il est essentiellement incorporé à des logements neufs, car son installation nécessite des travaux importants dans le cas d’un logement existant. Son principe de fonctionnement est caractérisé pa l’absence de "tampon" de chaleur : le PSD utilise, comme son nom l’indique, non des radiateurs mais un plancher chauffant, qui sert en même temps de diffuseur de chaleur mais aussi de point de stockage. La chaleur est stockée directement dans la dalle en béton servant de plancher solaire, et non dans un ballon d’eau chaude. Concrètement, la dalle chauffante est traversée par un tuyau en serpentin dans lequel circule le liquide caloporteur réchauffé au niveau des capteurs solaires. Ce système permet d’obtenir une température modérée (23°C) et constante dans le logement. Il permet également un montage plus simple au niveau des raccords hydrauliques que les systèmes à hydroaccumulation. En revanche, il nécessite un dispositif de régulation plus complexe (le régulateur doit jouer entre l’alimentation en chaleur fournie par les capteurs et celle fournie par l’appoint de manière à donner la priorité à l’énergie solaire).

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Ces deux systèmes peuvent être couplés à des chaudières d’appoint fonctionnant avec tout type d’alimentation. POur plus d’informations à ce sujet, voir notre article sur les appoints dans la rubrique "Chauffe-eau et chauffage solaire".

(Schéma : ADEME Franche-Comté)

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Chauffe-eau solaire : zoom sur les produits Sonnenkraft

Nos voisins allemands et autrichiens sont depuis longtemps connus pour l’accueil favorable qu’ils réserent aux nouvelles énergies, et particulièrement à l’énergie solaire, très utilisée malgré l’ensoleillement relativement faible de ces deux pays. En résulte un fort dynamisme des sociétés spécialisées, outre-Rhin, dans la production de matériels solaires. Parmi ces sociétés, Sonnenkraft (terme allemand pour "énergie solaire"), fondée en 1993, domine les marchés italien, allemand et autrichien des chauffe-eau et systèmes de chauffage solaires.

L’activité de Sonnenkraft se concentre sur la production de ballons d’eau chaude solaire, de capteurs solaires thermiques et de systèmes prémontés permettant d’économiser sur le coût de la main-d’oeuvre d’installation.

Ces systèmes complets prémontés sont de trois types :

- COMPACT, système complet prémonté de chauffage de l’eau sanitaire (chauffe-eau solaire) pour logements individuels ou collectifs jusqu’à 20 personnes.

chauffe eau sonnenkraft.jpg

- COMFORT et COMFORT PLUS sont des systèmes solaires combinés, c’est-à-dire que les capteurs solaires thermiques alimentent à la fois un chauffe-eau et un système de chauffeage du logement. Les deux modèles se distinguent par leurs performances différentes.

A noter, tous ces systèmes font l’objet de la certification Ô Solaire et leur ainstallation donne accès à un crédit d’impôt de 50%.

Par ailleurs, Sonnenkraft commercialise également des capteurs solaires séparément. 2 modèles sont proposés :

- les capteurs solaires IDMK, qui se destinent à être intégrés à une toiture (c’est-à-dre qu’ils remplacent la surface de toiture concernée plutôt que d’être simplement posés par-dessus les tuiles ou ardoises de la toiture existante):

capteurs intégrés sonnenkraft.jpg

- les capteurs SK500 qui, eux, peuvent être simplement posés sur une toiture, voire utilisés au sol dans un jardin ou comme un élément d’une structure complexe.

Les matériels Sonnenkraft sont distribués en France par Sonnenkraft SAS. POur plus de renseignements, n’hésitez pas à vous diriger vers le site internet français de Sonnenkraft.

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Capteurs solaires thermiques : l’expertise du verrier allemand Schott

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Toutes les entreprises proposant des capteurs solaires n’en font pas leur spécialité, certaines ayant développé cette activité comme une simple annexe à leur coeur de métier. C’est le cas de l’entreprise allemande Schott-Rohrglas, spécialisée dans le verre, et qui produit également des capteurs solaires thermiques et photovoltaïques.

Schott-Rohrglas a ainsi mis son expertise technologique dans le verre au service de la conception de capteurs solaires thermiques performants, les capteurs ETC-16. Il s’agit bien sûr de capteurs solaires dits "sous vide" (voir notre article pour des détails sur leur prinipe de fonctionnement), puisque ceu-ci se composent de tubes… en verre.

Le modèle ETC-16 fonctionne selon le principe des capteurs solaires sous vide dits "à effet thermos". collecteur schott.jpg

Son fonctionnement a cependant été sensiblement amélioré. Chaque tube est, selon le principe des cateurs sous vide, double (un tube etérieur dans lequel est enfilé un tube intérieur). Sur les capteurs Schott, le tube intérieur sert à la fois d’absorbeur (c’est-à-dire qu’il collecte, où "absorbe" l’énergie lumineuse du soleil et la transforme en chaleur en chauffant) et d’échangeur (c’est-à-dire qu’il assure la fonction de transmettre la chaleur au fluide caloporteur du circuit, qui la transmettra lui-même à votre ballon d’eau chaude via un échangeur en serpentin).

Pour améliorer la performance du capteur, la partie inférieure du tube extérieur est réfléchissante… Instinctivement, cela peut sembler étrange : il ne s’agit pas de réfléchir la lumière, mais bien de l’absorber pour la transformer en chaleur! L’idée est ici de réfléchir vers le tube intérieur (l’absorbeur, donc) des rayons qui, autrement, seraient passé au travers du tube extérieur sans l’atteindre, comme le montre le schéma suivant :

coupe capteur schott.jpg

Schott a également su s’affranchir de la principale contrainte pesant sur les capteurs sous vide à effet thermos, à savoir la complexité des liaisons entre parties étalliques et verre, en réduisant les premières au minimum, le métal étant surtout utilisé pour traiter le verre (notamment pour la partie réflecteur du tube extérieur…

Schott, les Mercedes des capteurs thermiques?

(Crédits photo : Outils Solaires, Schott AG)

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Chauffage solaire piscine : les capteurs en kit Sunny-flex

Chauffer sa piscine à l’énergie solaire, c’est possible, y compris avec des capteurs solaires spécifiques livrés en kit. C’est ce que propose la société MTH avec ses capteurs en kit SUNNY-FLEX et SUNNY-FLEX S. Le principe d’un capteur solaire thermique en kit peut vous sembler étrange : il ne s’agit, dans ce cas, pas de capteurs solaires vitrés comme il est possible d’en apercevoir couramment. Il s’agit en fait de bandes souples de 34cm de largeur. La longueur est à déterminer en fonction des besoins de chauffage de la piscine concernée : les bandes sont taillées sur mesure en usine afin d’obtenir la surface nécessaire pour chaque site, en tenant compte de ses spécificités.

Ces bandes sont ensuite positionnées, au choix, au sol ou en toiture. Ce dernier cas a bien sûr été prévu, d’où l’existence de deux modèles différents :

- Le SUNNY-FLEX, noir, fabriqué en EPDM, matériau résistant, pour les habitants des régions de la moitié Nord de la France principalement.

- Le SUNNY-FLEX S, conçu pour les régions du Sud, fabriqué en TPE, matériau nouveau développé par le concepteur de SUNNY-FLEX, MTH, et particulièrement résistant. Le SUNNY-FLEX S est disponible en couleur "Provence" afin de ne pas trop jurer sur un toit en tuiles. Voyez vous-mêmes :

Les bandes que vous observez sont bien un capteur solaire permettant de chauffer une piscine à une température entre 24 et 29°C de mai à septembre, voire davantage, bien qu’elles n’en aient pas nécessairement l’air au premier abord… Autre avantage des capteurs Sunny-flex, outre leur flexibilité : selon le constructeur, leur rendement serait environ 10% plus élevé que celui de capteurs vitrés, alors que ces derniers sont plus coûteux.

Les kits Sunnyflex comprennent les capteurs et l’ensemble des accessoires qui y sont associés, telles que vannes, bouchons et éléments de fixation. Cependant, à ous de prévoir les tubes permettant de raccorder le système à votre piscine. Lorsque les capteurs sont installés en hauteur, il peut également être nécessaire d’ajouter une pompe à la pompe de filtration de la piscine sur laquelle se greffe le système Sunnyflex. Cette pompe assure pour le reste la circulation de l’eau dans le système : il faut lui combiner le système d’automatisaton fourni qui fait circuler l’eau dans le circuit dès que nécessaire afin de préserver la température de la piscine.

(Crédits photo : Approsud)

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Chauffe-eau solaire : les capteurs à effet thermos

capteur thermos.jpg Les capteurs solaires thermiques sous vide se déclinent en une multitude de formes ayant chacune leurs spécificités. Je m’intéresserai aujourd’hui à celles des capteurs dits à "effet thermos".

D’abord, vous vous demandez peut-être d’où vient leur non. "Thermos", c’est bien sûr la chaleur en grec, on pourrait donc trouver curieux de parler de capteurs "thermiques" à "effet thermos". Oublions donc les considérations étymologiques : les capteurs à effet thermos fonctionnent tout simplement selon le même principe que… les thermos que vous utilisez pour garder au chaud votre café.

Comment ces capteurs fonctionnent-ils?

Les capteurs à effet thermos se composent d’une série de tubes, comme tous les capeurs sous vide.

Ici deux tubes sont enfilés l’un dans l’autre, l’espace situé entre les deux tubes étant sous vide.

C’est le tube intérieur qui joue le rôle d’absorbeur. Son revêtement lui permet d’absorber un maximum de rayonnement solaire, notamment en limitant le rayonnement infrarouge émis une fois que le tube monte en température. Le tube extérieur est, bien sûr, transparent. La chaleur est transmise par contact entre l’absorbeur et un fluide calorifuge qui circule à l’intérieur.

Mais en quoi ces types de capteurs présentent-ils un intérêt spécifique par rapports aux autres capteurs sous vide? Leur avantage réside essentiellement dans la simplicité de leur processus de fabrication, qui n’implique pas de liaisons verre/métal, d’où un travail de soudure moins important. C’est peut-être la raison pour laquelle ces capteurs ont séduit la Chine où ils dominent le marché des capteurs solaires thermiques. Il est également possible d’utiliser ces capteurs en combinaison avec un CPC, ou Compound Parabolic Reflector, permettant à la partie du tube non exposée à la lumière du soleil de la capter grâce à ce réflecteur ondulé (voir le schéma plus haut).

Mais rien n’est parfait, et les capteurs à effets thermos ne le sont pas non plus : leur défaut principal est la fragilité des points auxquels les tubes extérieur et intérieur sont en contact, à l’endroit de la liaison avec le collecteur de chaleur. Cela suffit-il à ce qu’ils soient si méconnus dans nos contrées? POur vous en porter juge, il vous est toujours possible d’acquérir des capteurs de ce type en import : certaines sociétés françaises en commercialisent…

Schéma : OutilsSolaires

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Chauffe-eau solaire : comment connaître la performance d’un capteur?

Pour choisir un capteur solaire, il est essentiel de pouvoir comparer les performances de différents modèles. Pas évident pour un néophyte, d’autant plus que le solaire est un domaine où les aspects techniques deviennent rapidement inaccessibles sans formation scientifique. C’est pourquoi je vous propose de vous familiariser avec deux indicateurs très simples pouvant donner une idée, peut-être grossière, mais utile, de la performance d’un capteur solaire, et qui permet de les comparer facilement entre eux.

Les capteurs solaires peuvent en effet être caractérisés par deux coefficients principaux.

Le premier est noté ß et traduit le rendement optique du capteur.Ce rendement traduit la proportion de l’énergie solaire reçue par le capteur qui est, au final, transformée en énergie thermique. Ainsi, un capteur dont le rendement optique est de 0,63 transforme 63% de l’énergie solaire qu’il reçoit en chaleur.

Une fois effectuée la transformation de l’énergie solaire en énergie thermique, le processus n’est pas terminé : il faut encore transmettre la chaleur au circuit qui l’amène au ballon d’eau chaude. Cette transmission est également une source de pertes énergétiques.

La perte de chaleur occasionnée par la transmission au circuit est mesurée par le coefficient de déperdition thermique, noté k. Il s’agit de la proportion d’énergie thermique perdue au moment du passage dans le circuit.

A partir de ces deux coefficients, on peut construire un indicateur global de rendement énergétique d’un capteur solaire : le rapport β/k. Plus β est élevé et k faible, plus ce rapport est élevé, et meilleure est la performance du capteur considéré.

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Comment choisir ses capteurs solaires? La référence Solar Keymark

Lorsque du matériel est certifié Solar Keymark, qu’est-ce que cela signifie ?

Simplement, la marque « Solar Keymark » est une certification européenne de qualité des matériels solaires. Elle concerne 2 types de matériels solaires : les capteurs et les chauffe-eau.

Celle-ci a été développée à partir de normes de test de matériel solaire non harmonisées à l’échelle européenne, afin de répondre à l’absence de normes techniques harmonisées sur ces matériels, auxquels le marquage bien connu « CE » ne s’applique pas. Les tests effectués dans la perspective de l’attribution de la certification Solar Keymark sont basés sur les normes de tests de matériels EN 12975 pour les capteurs solaires, et EN 12976 pour les chauffe-eau solaires.

Le certificat de qualité « Solar Keymark » a été développé par l’ESTIF, c’est-à-dire la Fédération Européenne de l’Industrie du Solaire Thermique, en partenariat avec la Commission Européenne. La version définitive des normes appliquées est entrée en vigueur en 2003.

L’obtention de la certification est soumise à une expertise permettant de s’assurer que les matériels fabriqués par les producteurs spécialisés dans le solaire thermique sont rigoureusement les mêmes que ceux qui ont été soumis aux tests de qualité. Cependant, des critiques ont souligné le manque de précision des directives concernant ces contrôles de qualité effectués en usine : la fiabilité de la norme resterait donc un chantier à améliorer.

(Crédits image : IZES)

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