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Installations solaires collectives > Les schémas de principe

LES PRINCIPALES CONFIGURATIONS


Le maintien d’un niveau de température, propre à assurer les besoins en eau chaude sanitaire pour les dispositifs de production solaire collectifs, nécessite un complément d’énergie fourni par un équipement d’appoint.



Suivant la nature des besoins et leur localisation, on peut considérer trois niveaux de contrainte conduisant aux solutions suivantes :
  • Production centralisée avec distribution directe.
  • Production centralisée avec distribution par boucle de circulation. La longueur totale de canalisation entre la boucle et chaque point de puisage ne dépasse pas 6 m en moyenne.
  • Production solaire collective à appoints individuels.
En ce qui concerne le captage d’énergie solaire, deux différences sont notables entre les installations collectives et individuelles :
  • La surface de capteurs : l’implantation est toujours faite en fonction des particularités du site et des ombres portées, mais la mise en oeuvre est très particulière du fait du grand nombre de capteurs solaires à installer. L’ensemble des capteurs est désigné par le terme : « Champs de capteurs ».
  • L’échangeur solaire : dans le cas des installations collectives, l’échangeur est extérieur au ballon de stockage. Le but est de faciliter l’entretien et les performances de l’installation. Toutefois dans le cas d’une installation collective de taille réduite (inférieure à 40 m² de capteurs), l’utilisation d’un ballon solaire avec échangeur incorporé est possible.


PRODUCTION CENTRALISE ET DISTRIBUTION DIRECTE


Production centralisée et distribution directe
Production centralisée et distribution directe


Dans ce cas, le générateur d’appoint est un équipement unique placé en chaufferie à proximité du ballon de stockage solaire. Ce type de configuration concerne des installations de taille inférieure à 40 m² de capteurs, à circuits hydrauliques courts. La régulation de type différentiel par mesure des températures dans le ballon et les capteurs reste applicable.

L’échangeur est directement incorporé au ballon solaire.

L’appoint (électricité, gaz, fioul…) est centralisé sur un seul ballon ou un seul groupe de ballons. Le volume des ballons d’appoint sera choisi dans la gamme des appareils du commerce. En fonction de la place disponible dans le local technique et du volume de stockage, le nombre et le volume unitaire des ballons seront choisis.

PRODUCTION CENTRALISE ET DISTRIBUTION PAR BOUCLE DE CIRCULATION


Production centralisée et distribution par boucle de circulation
Production centralisée et distribution par boucle de circulation


Ce type de configuration concerne des installations de taille les capteurs et le ballon solaire. Ce montage permet un démarrage en deux étapes : une première étape où la boucle primaire est mise en circulation avec homogénéisation des températures dans les capteurs solaires et dans les canalisations, et une seconde étape où le circuit secondaire est mis en service avec transfert d’énergie de la boucle primaire à la boucle secondaire. Le circulateur secondaire de type « sanitaire » est asservi à celui du primaire, afin d’éviter qu’il ne fonctionne pour rien. La capacité unitaire des ballons solaires et d’appoint sera choisie, dans la mesure du possible, parmi la gamme d’appareils du commerce, inférieure ou égale à 5000 litres, compte tenu de la place disponible pour leur implantation. Si plusieurs ballons sont nécessaires, ils seront disposés en série. La boucle de recirculation de l’eau chaude sanitaire doit être conçue de telle sorte que le réchauffage de la boucle pour compenser les pertes thermiques soit assuré par l’appoint, et non par le ballon solaire. Il est recommandé d’éviter les situations de stagnation de l’eau, dans des bras morts ou des canalisations borgnes.

PRODUCTION SOLAIRE COLLECTIVE A APPOINTS INDIVIDUELS


Production solaire collective à appoints individuels
Production solaire collective à appoints individuels


Cette solution est tout particulièrement adaptée aux immeubles d’habitation collectifs. L’énergie est stockée dans des ballons individuels bi-énergie et non plus centralement. Cela permet une individualisation des charges d’énergie liées à l’ECS ainsi que la suppression de la boucle de distribution d’ECS.

La mise en service de la production solaire se fait en deux étapes :
  • mise en circulation du fluide dans les capteurs solaires pour homogénéiser les températures.
  • ouverture de la vanne 3 voies de manière à irriguer les échangeurs des ballons solaires. La vanne 3 voies est commandée en tout ou rien.
Cette solution requiert un très bon équilibrage. Les vannes de réglage des ballons échangeurs doivent être placées dans les parties communes afin d’être facilement accessibles.