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Le flux solaire peut être directement converti en chaleur par l'intermédiaire de capteurs solaires thermiques.
Cette technique est applicable au chauffage des habitations, des piscines, à la production d'eau chaude sanitaire , ou encore au séchage des récoltes (fourrage, céréales).
Contrairement aux idées reçues, l’intérêt du solaire est sensiblement le même sur tout le territoire. En effet l'ensoleillement est plus fort dans le Sud, mais dans le Nord, les besoins en chauffage sont plus importants et plus étalés sur l'année.
Un capteur plat vitré se compose d’un boîtier rectangulaire peu profond doté d’une plaque de verre trempé installée au-dessus d’une plaque noire au fini mat. La plaque est fixée à une série de tubes parallèles ou à un serpentin remplis d’eau ou d’un autre liquide, par exemple une solution d’antigel.
En circulant dans les canalisations du système, le liquide absorbe la chaleur des rayons solaires qui frappent les capteurs. Le liquide chauffé pénètre ensuite dans un échangeur de chaleur ou est acheminé directement dans le système de chauffage d’eau classique.
Un capteur à tubes sous vide se compose de plusieurs tubes en verre. Chaque tube est fixé à un tuyau de transfert de chaleur suspendu dans un espace sous vide. Le tuyau permet le transfert efficace de la chaleur à un condenseur par la partie supérieure des tubes. Les condenseurs sont fixés à des échangeurs de chaleur regroupés dans un collecteur bien isolé.
La plaque absorbante des tubes absorbe l’énergie des rayons solaires et la transfère aux condenseurs sous forme de chaleur. Le fluide caloporteur passe dans le collecteur, absorbe la chaleur des condenseurs et la transfère à un échangeur de chaleur situé dans un réservoir d’eau chaude.