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La productivité solaire

Par Hervé SEBASTIA - de la société ATLANTIC GUILLOT



Après avoir abordé en Partie 1, les fondamentaux d'une installation solaire thermique collective, l'auteur Hervé SEBASTIA présente ici l'application méthodique de sa démarche – dite Partie 2 du Guide.

  • Installations Solaires Collectives pour l'ECS – Conception (Partie 1)
  • Réponses « Solaire » à la surchauffe et à la légionellose - Partie 1
  • De l'évaluation des besoins solaires à l'étude solaire (Partie 2/1)
  • Exemple de détermination de l'installation solaire d'un hôtel (2/2)
  • La productivité solaire (Partie 2/3)



  • La présente chronique traitant plus particulièrement de l'évaluation des besoins solaires à l'étude solaire

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    Guide solaire 2012



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    Rappels


    La productivité solaire annuelle d'une installation solaire thermique est relative à sa performance.
    Elle est exprimée en kWh/m².an et s'obtient en divisant les apports utiles solaires annuels (kWh/an) par la surface d'entrée des capteurs (m²).
    Pour une installation correctement dimensionnée, elle se situe entre 450 et 650 kWh/m².an.





    Atteindre une productivité solaire optimale


    Dans ce chapitre, nous allons détailler le rôle, les principales caractéristiques et les spécificités de chacun des principaux composants et accessoires présents sur une production d'eau chaude sanitaire Solaire Collective Centralisée (SCC). Nous commencerons par les capteurs pour finir par la distribution d'eau chaude sanitaire en respectant l'ordre de numérotation que l'on retrouve sur le schéma III/1 ci-dessous.

    Equilibrage du circuit solaire

    Schéma III/1 – Equilibrage du circuit solaire



    • Vérifier le dimensionnement du vase d'expansion afin qu'il puisse recevoir le volume de fluide glycolé contenu dans les capteurs en cas de surchauffe ;


    • Veiller à protéger la vessie du vase d'expansion en ne dépassant pas des températures supérieures à 70°C : placer un réservoir tampon intermédiaire si nécessaire ;


    • Vérifier qu'un kit vanne d'isolement et de vidange soit installé entre le vase et l'installation solaire de façon à pouvoir contrôler sa pression de gonflage ;




    Côté échangeur solaire :

    • Veiller à ce que l'échangeur solaire soit correctement dimensionné pour transmettre sa puissance au secondaire en limitant les pertes de performances, ou demander les hypothèses de dimensionnement au constructeur ;




    Côté ballon solaire :

    • Vérifier que le volume du ballon solaire soit adapté à la surface de capteurs installée (ratio moyen à respecter 50 litres/m² de capteurs)


    • A capacité nominale équivalente, la surface maximale de capteurs à raccorder sur un ballon de type BS2 ne peut être aussi importante que sur un ballon de type BS1 (Cf. schéma VIII/2). En effet, le volume solaire Vsol est inférieur car le volume d'appoint Vap ne doit pas être pris en compte


    Volume solaire d'un ballon BS1/BS2

    Schéma VIII/2
    – Volume solaire d'un ballon BS1/BS2



    • S'assurer de la non présence d'un appoint ou de tout autre source de chaleur dans le volume solaire, veiller à ce que la seule source d'énergie provienne des capteurs afin que la température soit toujours la plus basse possible ;


    • Veiller à conserver une bonne stratification du volume solaire pour que l'échange avec les capteurs soit optimum.




    Côté eau sanitaire :

    • Pendant les périodes d'ensoleillement et de non soutirage, prévoir l'option bouclage solaire qui utilise l'excès d'énergie solaire au lieu de l'énergie d'appoint, pour combattre « gratuitement » les déperditions du bouclage ECS et des stockages d'appoint (Cf. Encadré 5 partie 1)


    • Lors de la mise en place d'un système anti-légionellose, veiller à ce que l'échangeur soit correctement dimensionné pour transmettre une puissance au secondaire en limitant les pertes de performance, ou demander les hypothèses de dimensionnement au constructeur (Cf. Encadré 7 partie 1)
    • Veiller à ce que la température de stockage ECS soit la plus proche de la température de distribution (Cf. schéma VIII/3) ;



    Température de stockage ECS

    Schéma VIII/3
    – Température de stockage ECS / Température de distribution





    Le maintien de la productivité solaire


    Le maintien de la productivité d'une installation de production d'eau chaude sanitaire solaire collective passe par une exploitation suivie.

    La mise en service d'une installation solaire est une étape importante. Elle doit être réalisée si possible par le constructeur ou par des personnes qualifiées, ayant été formées sur le matériel installé. Les valeurs et paramètres notés sur la fiche de mise en service serviront de référence pendant toute la durée de vie de l'installation.

    Pour faciliter la compréhension du fonctionnement de l'installation aux différents intervenants, le schéma de principe doit être affiché en chaufferie avec comme indications minimales : le sens de circulation du fluide et l'état des vannes (NO ou NF).

    Ci-dessous, sont cités les principaux points auxquels nous devons prêter attention périodiquement, et qui figurent généralement dans le contrat d'exploitation :

    • Contrôler la propreté du vitrage des capteurs, et l'état de l'absorbeur (absence de traces ou points de corrosion);


    • Vérifier si le débit et l'équilibrage de l'installation solaire sont toujours identiques depuis la mise en service (présence de vannes d'équilibrage indispensables) ;


    • Contrôler la couleur du fluide glycolé pour donner une première indication : vérifier s'il est identique à celui d'origine, où s'il n'a pas été soumis à de hautes températures ;


    • Contrôler la qualité du fluide glycolé (son pH), et son point de congélation (à l'aide d'un réfractomètre) ;


    • Contrôler la performance et l'efficacité des échangeurs (encrassement) ;


    • Contrôler la pression hydraulique de l'installation solaire (présence d'un manomètre indispensable) ;


    • Contrôler la pression de gonflage du vase d'expansion (présence d'un ensemble vanne d'isolement/vidange entre le vase et l'installation indispensable) ;


    • Raccorder l'évacuation des soupapes à un bac de récupération pour faciliter le contrôle d'éventuels rejets, et en trouver la cause si le cas se présente ;


    • Purger les points hauts de l'installation solaire si nécessaire (capteurs, …) ;


    • Contrôler l'état de l'isolation surtout celle située à l'extérieur


    • Contrôler l'état de la régulation et des sondes ;


    • En présence d'un comptage d'énergie, contrôler le bon fonctionnement des sondes et des compteurs, pour ces derniers prévoir un éventuel étalonnage ;


    • La présence d'un enregistreur de donnée communiquant facilitera l'analyse du fonctionnement et des performances de l'installation in situ ou à distance.



    Conclusions générales

    Les installations solaires thermiques sont des systèmes de récupération de « calories gratuites » qui permettent, en neuf comme en rénovation, de réduire significativement les consommations d'énergie primaire.

    Par contre, il ne faut pas tomber dans l'excès au risque de les sur dimensionner en augmentant le nombre de capteurs ! Le gain supplémentaire d'énergie devra s'effectuer au travers de l'amélioration du bâti et de l'optimisation des autres équipements techniques.

    Pour parvenir à la performance escomptée, il faudra donc :

    - un bâtiment approprié au solaire,
    - des consommations d'eau chaude suffisantes pour exploiter l'énergie solaire disponible,
    - une étude de conception comprenant la détermination de tous les organes et accessoires avec leur valeur de réglage,
    - une installation conforme aux préconisations de l'étude,
    - une mise en service complète et soigneuse du système avec sauvegarde des données de référence,
    - un suivi et un entretien périodique.

    Cependant, face à la diversité des technologies et des gammes de matériels, les concepteurs peuvent préconiser des systèmes complets afin de faire gagner un temps précieux lors de leur mise en œuvre. De plus, ces offres constructeurs peuvent être accompagnées de différents services selon les produits – formation, prestations de mise en service et d'après vente, assistance à l'entretien, extension de garantie, ... - dans le but de former installateurs et exploitants et rendre pérennes ces solutions.



    Chacun des acteurs à son rôle à jouer au sein de la filière. C'est en travaillant mieux ensemble et en échangeant nos expériences que l'on améliorera encore la qualité et la pérennité des installations ; tout en maintenant leurs performances sur le terrain.




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    Par Hervé SEBASTIA
    Hervé SEBASTIA est expert en chauffage, eau chaude sanitaire, et énergies renouvelables concernant le marché du Collectif. Il est chargé de mission nouveaux marchés collectifs au sein du service marketing de la société ATLANTIC GUILLOT – www. atlantic-guillot.fr






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    Commentaires

    • oussama
      01/11/2012

      svp je voulais télécharger la deuxième partie mais j'ai trouvé que c'est payable. svp est ce que quelqu'un peut me l'envoyer ou me propose un autre solution.merci bcp

    • Jean-Philippe
      09/03/2012

      Merci pour ce formidable travail. Très instructif !

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