Il existe 3 types de capteurs solaires:

1. Les capteurs solaires non vitrés

ce sont des 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.

2. Les capteurs solaires 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.

3. Les capteurs solaires 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 .

a. Le capteur solaire à tube sous vide à circulation directe

Cette technique a été développée il y a une trentaine d’années afin d’améliorer les performances d’un capteur plan. En effet, la conception de l’absorbeur et les tuyaux de circulation du fluide caloporteur sont comme un capteur plan, mais ici, le tube caloporteur et l’absorbeur se trouvent à l’intérieur d’un tube de verre mis sous vide .

Ces capteurs font l’objet d’un procédé de fabrication complexe afin d’assurer les liaisons entre les parties en verre et les parties métalliques.

b. Le capteur solaire à tube sous vide à “Caloduc”

Le principe est, globalement, assez similaire. Le capteur à caloduc se distingue du capteur à circulation directe au niveau de l’échange de chaleur. Ici, celui-ci a lieu au moyen d’un procédé d’évaporation et de condensation, dans un mécanisme nommé caloduc, lequel se trouve au contact de l’absorbeur.

L’utilisation d’un tel système permet de remplacer un tube défectueux sans avoir à démonter l’ensemble du capteur.par contre, ce système ne peut pas être utilisé dans le cas d’un capteur horizontal, puisque la circulation dans le caloduc ne peut se faire sans inclinaison afin de permettre la thermo-circulation du fluide dans le caloduc.

c. Le capteur solaire à tube sous vide à effet “Thermos”

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.

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.

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.

Source http://www.outilssolaires.com

4. L’efficacité d’un capteur solaire:

Elle se mesure avec deux variables:

- Le rendement optique (B) mesure la capacité d’absorption du rayonnement solaire et de transformation en chaleur.

- La déperdition thermique (k) exprime la quantité de chaleur générée mais pas transmise au circuit.

Le rapport B/k indique la performance du capteur (plus il est élevé, plus le capteur est performant).

L’exposition des capteurs est essentielle: L’idéal est l’orientation plein sud avec une inclinaison à 45°, mais une orientation Sud-Est ou Sud-Ouest ne modifie pas significativement les performances. De même une inclinaison entre 30 et 60° reste efficace.