Systèmes solaires  
actifs et passifs

 

Actif
Passif

L'énergie solaire active se dit d'un principe de captage, de stockage et de distribution solaire nécessitant, pour son fonctionnement, l'apport d'une énergie extérieure (par opposition à l'énergie solaire passive).
L'énergie solaire passive se dit d'un principe de captage, de stockage et de distribution capable de fonctionner seuls, sans apport d'énergie extérieure.
L'architecture bioclimatique est définit comme le principe de conception architecturale visant à utiliser, au moyen de l'architecture elle-même, les éléments favorable au climat en vue de la satisfaction des exigences du confort thermique. 
Par extension, l'environnement proche et la végétation font partie du concept. Ainsi, les arbres à feuilles caduques (qui tombent chaque année) laissent passer le soleil en hiver et peuvent servir de protection solaire en été.

Le Plan Soleil décrit l'ensemble des actions et des aides destinées à promouvoir l'utilisation de l'énergie solaire thermique dans l'habitat et le secteur tertiaire.
Appoint L'énergie d'appoint est une énergie conventionnelle complémentaire (bois, gaz, fioul, électricité) associée au solaire pour assurer la fourniture du complément de l'énergie afin de couvrir la totalité des besoins de chauffage ou d'eau chaude sanitaire.
Le chauffage d'appoint est une installation de chauffage auxiliaire, appelée à fournir de la chaleur lorsque l'installation solaire se révèle insuffisante.

Autostockeur

Un autostockeur solaire est une installation dans laquelle les fonctions de captage et de stockage sont assurées par le même élément. Image Climax
Chauffe-eau Solaire CESI est l'abréviation de "chauffe-eau solaire individuel".

Un chauffe-eau solaire à circuit direct est une installation dans laquelle l'eau chauffée parvenant ensuite au consommateur circule directement dans les capteurs.
Un chauffe-eau solaire à capteurs vidangeables vers l'intérieur est une installation dans laquelle, au cours du fonctionnement normal, les capteurs se remplissent de fluide caloporteur quand la pompe se met en marche et se vident dans un réservoir quand elle s'arrête. Ainsi le risque de gel est évité sans utiliser un fluide anti-gel.
Un chauffe-eau solaire à capteurs vidangeables vers l'extérieur est une installation à circuit direct dans laquelle les capteurs peuvent être vidangés à l'égout, en général en cas de risque de gel.
Un chauffe-eau solaire à circuit indirect ou avec échangeur est une installation dans laquelle un fluide caloporteur autre que l'eau chaude parvenant au consommateur circule dans les capteurs.

Un caloporteur est un fluide (souvent de l'eau avec un additif antigel, ou de l'air) utilisé pour les transferts d'énergie calorifique lors d'un processus thermique. Dans les techniques solaires le fluide caloporteur transporte la chaleur transformée par les capteurs solaires vers le réservoir de stockage.  
Une solution antigel, comme le méthanol ou l'éthylène glycol, est utilisée comme fluide caloporteur dans un système de chauffage afin d'éviter le gel des circuits.
Les liquides caloporteurs sont généralement des antigels à base de glycols, soit :
- Glycol éthylique, employé très fréquemment dans les voitures, ayant des caractéristiques de transmission de chaleur avantageuses. On le vend souvent avec des apports d’anticorrosifs; il peut s'utiliser dans des appareils solaires. Malheureusement, le glycol éthylique est dangereux pour la santé.
- Glycol propylique ou propylèneglycol (de formule CH3CHOHCH2OH)
Il est plus cher que le précédent, mais il n’est pas toxique; les liquides caloporteurs au glycol propylique sont recommandés pour les appareils à eau chaude; ils sont souvent vendus avec des apports anticorrosifs (non toxiques) comme par exemple "Tycofor".
La viscosité du glycol propylique est supérieure (moins avantageuse) à celle du glycol éthylique; sa capacité thermique est inférieure (également moins avantageuse).

Un vase d'expansion maintient une pression minimum dans un circuit hydraulique pour la bonne marche d'un chauffe-eau ou système de chauffage, et sert à compenser la dilatation entraînée par l'élévation de la température de l'eau.

Coupe sur un vase d'expansion fermé, montrant la membrane étanche entre le réservoir d'azote et le fluide caloporteur d'un circuit hydraulique

Circulation forcée

Un chauffe-eau solaire à circulation forcée est une installation dans laquelle une pompe ou un ventilateur est utilisé pour faire circuler le fluide caloporteur dans les capteurs.
Un échangeur de chaleur permet le transfert de chaleur d'un fluide à un autre. Dans le cas d'un chauffe-eau solaire, l'échangeur permet le transfert de chaleur du caloporteur dans le circuit primaire à l'eau chaude sanitaire dans le ballon de stockage.
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Chauffage par plancher solaire direct

Un Combi système ou Système solaire combiné est une installation utilisant le rayonnement solaire pour couvrir une partie des besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire.
PSD abréviation de la technique de plancher solaire direct où la chaleur du soleil est capté par des capteurs puis envoyée dans une dalle chauffante.
Une dalle chauffante est une dalle en maçonnerie (béton) intégrant les tuyaux pour le chauffage basse température.
La réseau de distribution d'un PSD est un système de canalisations répartissant la chaleur dans les dalles des différentes pièces en fonction des besoins.

PSDAI abréviation de plancher solaire direct avec appoint intégré où la chaleur fournie par l'appoint est aussi envoyée dans la dalle.

Couverture solaire Le taux de couverture solaire est le rapport entre l'énergie fournie par la partie solaire d'une installation et la fourniture totale de l'installation

Le concept de Garantie des Résultats Solaires (GRS) appliqué au chauffage de l'eau sanitaire, veut dire qu'un système solaire doit fournir une quantité minimum d'énergie chaque année pour une consommation d'eau chaude donnée. Si l'énergie fournie est moindre que l'énergie garantie, les signataires du contrat doit dédommager le client.

Dispositifs d'architecture solaire passive

L'apport solaire est la partie du bilan thermique d'un bâtiment correspondant aux gains solaires.

Les apports gratuits sont constitués des apports solaires qui sont transmis essentiellement par les vitrages et les apports internes dégagés par les habitants et les équipements (éclairage, cuisine,.).

Le coefficient de forme (Cf) est le rapport entre la surface extérieure et le volume d'un bâtiment. Cf = m2 /m3. Son calcul permet de comparer les formes différents par rapport à une volume donnée. La recherche d'une compacité accrue a une justification économique car les déperditions thermiques par les parois sont réduites et la géométrie de l'enveloppe extérieur est plus simple et meilleur marché.

Un mur capteur ou accumulateur thermique est un mur construit dans un matériau apte à recevoir et à stocker la chaleur (ou le froid) qu'il peut ensuite restituer en se comportant comme une source de chaleur (ou de fraîcheur).
Adobe est un mot espagnol souvent employé en français et en anglais pour désigner la brique crue. Cette technique consiste à mouler sans compactage des briques avec de la terre et à les laisser sécher au soleil. Les briques crues, sans compactage ou comprimées à l'aide d'une presse font des bons accumulateurs thermiques.
Un mur Trombe est un mur capteur-accumulateur qui comporte des orifices dans ses parties basse et haute. Le phénomène de thermocirculation (ascendance de l'air entre la vitre et le mur) se produit sous l'effet de l'absorption solaire; une boucle convective s'établit naturellement avec transfert de chaleur vers l'intérieur grâce à un mouvement permanent de l'air. Voir Le Mur Trombe

La thermocirculation est le mouvement convectif d'un fluide qui se produit lorsqu'une source de chaleur entretient l'ascendance de l'air tiède ou chaud, remplacé aussitôt par un air plus frais, dans une boucle permanente de circulation.
La stratification est la tendance d'un fluide que l'on échauffe à s'étager en couches superposées à température croissante (avec un gradient thermique vertical positif) sous la pression hydrostatique due à la diminution de sa densité dans un environnement plus lourd. Dans le cas d'un chauffe-eau solaire, le puisage d'eau chaude se fait en partie haute du ballon afin de bénéficier des couches d'eau les plus chaudes et l'eau froide est introduite en partie basse.

L'isolation mobile est un dispositif mobile, comme un volet, utilisé pour réaliser une isolation thermique d'une paroi vitrée pendant la nuit.
Un Beadwall est un dispositif d'isolation mobile qui consiste à souffler des billes de polystyrène expansé entre deux plaques de verre d'une paroi transparente. Les billes sont aspirées dans un réservoir afin de rendre sa transparence à la paroi vitrée.

Un brise-soleil est un dispositif construit en avant des baies vitrées d'une façade pour les protéger du soleil en été.
L'éblouissement est un trouble passager de la vue, provoqué par une lumière trop vive. Il peut être un cause d'inconfort dans des bâtiments fortement vitrés.
Une claire-voie est une ouverture vitrée fixe ou ouvrante qui rompt la pente du toit en arrière de la façade. Il est placé au-dessus de la ligne de regard des occupants et sert pour faire entrer le rayonnement solaire en profondeur.
Un atrium est une cour communiquant avec des pièces à l'intérieur d'un bâtiment. Les atriums dans l'architecture contemporaine sont généralement couverts, créant un microclimat non chauffé. L'atrium de l'habitation romaine, généralement entourée d'un portique couvert, avait un bassin central ou citerne pour collecter l'eau de pluie.
Une véranda est un espace vitré non-chauffé accolé à une maison ou encastré dans la surface habitable. Elle permet un accroissements des apports solaires pour réduire les besoins de chauffage et une augmentation de la surface habitable pour les activités temporaires (suivant les saisons).
L'habitat troglodyte est une appellation traditionnelle pour une habitation enterrée, enfouie, recouverte ou souterraine. En générale, la masse thermique de la terre sert d'améliorer le confort interne.

Éléments séparés Un chauffe-eau solaire à éléments séparés est une installation dans laquelle le réservoir de stockage n'est pas solidaire du capteur et en est situé à une certaine distance.
Monobloc Un chauffe-eau solaire monobloc est une installation dans laquelle le réservoir de stockage jouxte le capteur dans un châssis commun.

Préchauffage

Une installation de préchauffage solaire est une installation sans appoint, montée en amont d'un chauffe-eau classique pour préchauffer l'eau froide.

Certification

Le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) est l'organisme public chargé de la certification des composants et procédés de construvction (marque CSTBât). Le CSTB gère la procédure des "avis techniques", portant notamment sur les capteurs et les chauffe-eau solaires.
Dans le cadre du programme français Plan Soleil, les installateurs de chauffe-eau solaires doivent être signataires de la charte "Qualisol" afin de faire bénéficier leurs clients de la prime ADEME. Le contenu de la charte inclut des engagements classiques sur le respect des règles professionnelles et des bonnes pratiques, sur la qualité des informations, conseils et services dus aux clients, et sur les prestations de suivi. Voir les "10 points solaires" de la charte.
Régulation La régulation d'une installation solaire est un dispositif optimisant la gestion de l'énergie solaire pour le chauffage ou pour l'eau chaude sanitaire. La régulation peut gérer à la fois l'énergie solaire et l'énergie d'appoint avec un recours prioritaire à l'énergie solaire.

Un thermostat est un appareil qui enclenche ou déclenche un dispositif quelconque lorsque la température mesurée en un certain point d'un système n'est plus comprise entre les limites qui lui ont été assignées.
Un thermostat différentiel est un thermostat automatique (utilisé sur les systèmes de chauffage solaire) qui répond aux différences de température (entre le fluide dans les capteurs et le ballon de stockage) afin de contrôler le fonctionnement des équipements (marche ou arrêt des pompes de circulation du fluide caloporteur).

La ventilation mécanique contrôlée (VMC) permet, contrairement à la ventilation naturelle, d'assurer une indépendance et une constance des débits quelles que soient les conditions de vent et de température. Elle garantit également le sens de circulation de l'air neuf des pièces de vie vers les pièces de service, conformément à la réglementation.

Un système "low flow" décrit la circulation du caloporteur dans un chauffe-eau solaire quand le débit du circuit primaire est diminué par le circulateur selon la différence de température entre les capteurs et le ballon de stockage. Ainsi, par temps de faible ensoleillement, le caloporteur peut atteindre une température plus élevée que celle obtenue avec les systèmes à débit constant.

Thermosiphon


Un chauffe-eau solaire à thermosiphon est une installation dans laquelle la circulation de fluide caloporteur entre le capteur et le réservoir de stockage est assurée uniquement par les changements de densité de ce fluide.

Systèmes solaires actifs et passifs


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