Solaire thermique abrégée

Table des matières

Préambule

Depuis fort longtemps je désire produire mon eau chaude avec le soleil mais pour cela en tant que bricoleur il me manquait l’ingrédient principal : le temps….. Cette histoire débute vraiment en octobre 2022

Pour atteindre ce but, j’ai collectionné depuis quelques années des éléments dont un chauffe-eau.

En parcourant un site d’enchères en ligne, je suis tombé sur une annonce d’un vendeur qui proposait 3 panneaux solaires thermiques sans garantie et la mise partait à 1 frs. Finalement j’ai pu les acquérir pour la somme de 51 frs.

3 panneaux solaire thermique tels que présentés sur l'annonce

Ces panneaux usagés sont composés d’un cadre et d’un fond en aluminium. Le capteur est en acier inox et est posé sur une isolation arrière en laine de pierre. Le tout est recouvert d’une vitre en verre trempé.

Ne sachant pas si ils étaient en état de fonctionner, je les ai reliés avec des tuyaux de jardin à mon tonneau d’eau de pluie et les ai mis sous une pression modérée durant plusieurs jours et je n’ai constaté aucune fuite.

L’angle de pose

Le panneau solaire thermique doit surtout être bien orienté pour l’hiver. Je les ai placés plein sud dans le jardin avec un angle d’environ 60 °. Suite à l’expérience de ce premier hiver, il faudrait laisser un espace au fond des panneaux pour que la neige accumulée sur les panneaux puisse s’y glisser dès les premiers rayons du soleil.

En été le soleil au zénith est quasi à l’aplomb des panneaux, la surface d’absorption est ainsi diminuée les rayons pénètrent en travers et la puissance absorbée est diminuée mais compensée par la durée d’ensoleillement et est ainsi suffisante. Expérience faite durant ce premier été.

3 panneaux orientés sud — Les 3 panneaux sur leur support et leur orientation plein sud pour profiter du maximum en hiver fixés à un angle d’environ 60°

Les premiers essais

Avant d’aller plus loin dans mon installation je voulais constater le fonctionnement des panneaux. Dès la mise en place sur les supports, de la vapeur est sortie par les orifices des conduites au premier rayon de soleil. Branché sur mon réservoir d’eau de pluie, et en laissant couler modérément j’ai réussi à remplir une boille à lait de 20 litres d’eau chaude en quelques minutes.

Fort de ce constat, j’ai posé le réservoir dans la cave la plus proche des panneaux solaires, n’étant toujours pas sûr du fonctionnement du système je ne voulais pas traverser plusieurs caves pour atteindre la production d’eau chaude actuelle. Ce chauffe-eau de 300 litres avec serpentin et corps de chauffe électrique avait été acheté d’occasion pour 100 frs il y a plusieurs années.

Les raccordement (provisoires)

Afin d’établir la liaison entre les panneaux et le chauffe-eau j’ai du fouiller à l’extérieur et percer un mur en pierre de 60 cm. Les raccordements ont été fait avec du tuyau d’alimentation de radiateur de 16 mm pour sa qualité et son prix (1 fr le m/l). Sa résistance à la chaleur est de 95°c et normalement ces températures ne devraient pas être atteintes.

Le pompage

J’ai eu de la difficulté à trouver une pompe, celles-ci étaient en rupture de stock dans mon magasin actuel, j’ai cherché ailleurs. Un fournisseur connu n’a pas voulu me vendre en tant que privé, ce qui est absurde les pompes étant de la même marque que celles vendues en magasin de bricolage…
J’en ai trouvé une d’occasion en ligne et qui fonctionne parfaitement.

Pompe de circulation de liquide autorégulante

Suite des essais

Après avoir raccordé les différentes conduites entre panneau et réserve, j’ai enclenché la pompe et merveille, les 300 litres d’eau ont été chauffé en une journée. Ne sachant quoi faire de cette eau chaude, n’étant pas raccordé à mon réseau d’eau chaude, je l’ai utilisée avec un tuyau d’arrosage pour détruire les mauvaises herbes entre mes pavés !

La régulation

Le principe est simple, un capteur mesure la température au fond du chauffe-eau et un autre à l’extérieur au sommet du panneau vers la sortie eau chaude. Un doigt de gant à été prévu à cet effet lors de la construction du panneau.

Si la température en sortie de panneau est plus élevée que celle du fond du chauffe-eau, la pompe s’enclenche et envoie l’eau chaude dans le serpentin.

Pour cette fonction j’utilise avec satisfaction un kit à monter soi-même de Conrad.ch Code produit :194360 – 62 pour 21.95 frs. Le système est fourni en 12 V par une alimentation récupérée d’un ancien routeur ADSL.

Les sondes (fils gris) ont été soudées sur un 2 paires fil téléphone de 0.8 de diamètre pour les rallonger.

Premier problème

Si la veille tout avait bien fonctionné voici qu’aujourd’hui rien de va ! Grand soleil à l’extérieur et aucun apport de chaleur… J’ai dévissé tous les raccords et suis tombé sur une espèce de chrysalide qui bouchait le tuyau de départ eau chaude du panneau! Il est probable qu’un ver s’est transformé en papillon à l’intérieur du panneau lorsqu’il était entreposé à l’extérieur.

Continuer les observations et l’installation

Pendant que le chauffe-eau était raccordé simplement avec un tuyau d’arrosage, la sortie était libre, il n’était pas nécessaire d’avoir un groupe de sécurité. J’ai raccordé la sortie eau chaude au réseau de la maison et posé un groupe de sécurité composé d’une soupape et d’un clapet anti-retour à l’arrivée d’eau froide.

Montage provisoire pour les premiers tests de fonctionnement. Le ballon blanc sert à compenser l’augmentation de volume de l’eau sanitaire pendant la chauffe, en passant de 15 à 60 °C le volume augmente de 0,01698 par litre soit pour 300 litres plus de 5 litres. Si il n’y a pas de tirage d’eau pendant la chauffe, le vase d’expansion prend en charge, à défaut c’est la soupape qui envoie ce surplus aux égouts.

La surveillance

J’utilise une ancienne caméra qui filme les thermomètres et les lampes témoins, ainsi je peux avoir un œil sur le système sans devoir me déplacer au sous-sol.

Premières expériences

Il y a eu une belle journée ensoleillée puis un jour de pluie et la quantité d’eau chaude a été suffisante pour une famille de 4 personnes, certes à la fin l’eau était moins chaude que d’habitude. Donc à priori ce système suffit pour 2 jours sans appoint externe mais ceci reste à confirmer. Nous sommes en novembre 2022 et le système à été remis en service vers 10.30 jusqu’à 15.15 avec quelques nuages et la température est d’un peu moins que 60 °C

Jeudi 10 novembre	nuageux
Vendredi 11 novembre	beau
Samedi 12 novembre	nuageux
Dimanche 13 novembre	beau
Lundi 14	pluie
Mardi 15	nuageux
Mercredi	beau
Jeudi	alternance beau pluie
Vendredi	Pas de soleil jusqu’à midi thermomètre à 64°C à 14.30 h

Le système fonctionne parfaitement et nous avons eu suffisamment d’eau chaude malgré une semaine plutôt maussade et aujourd’hui 17 novembre, je prends le risque d’arrêter complètement la chaudière à mazout pour qui c’est la première pause depuis 1969 ! La météo pour la semaine à venir donne un temps d’alternance de pluies et de beau, on verra….

Une semaine très mauvaise avec de la pluie et quelques rayons de soleil en alternance, la température du chauffe-eau est descendue à 40 °C et a eu de la peine à remonter, le 24 j’ai remis en fonction la chaudière à mazout pour prévenir la légionellose, bien que 40°C soit une température suffisante pour la douche. Le froid arrive gentiment et j’utilise de toute façon la chaudière pour tempérer la maison en complément du pierre ollaire du salon ainsi que du potager à bois utilisé pour tempérer et cuisiner.

Nous sommes lundi, le thermomètre est à 59 °C et la météo prévoit deux jours sans ensoleillement. Je vais en profiter pour effectuer quelques corrections sur le système dont une petite fuite au niveau d’un filetage vers le groupe de sécurité. Je vais aussi probablement raccorder la sortie du chauffe-eau solaire à l’entrée du chauffe-eau à mazout qui est à une douzaine de mètres de distance en passant le tuyau par un vide sanitaire pour éviter les traversées de murs. Certains murs de mes caves font jusqu’à 1 mètre d’épaisseur….

Schéma du système

La surchauffe

A mon grand étonnement c’est le plus grand problème à gérer… Vu l’efficacité le problème de surchauffe risque d’apparaître en période de beau temps, il reste à trouver un système pour prévenir les hautes températures.

La légionellose

On trouve de nombreux articles sur le web concernant la légionellose avec parfois des contradictions. Globalement il ne faut pas laisser croupir de l’eau entre 25 et 50 °C. Je n’ai trouvé aucune information fiable sur le temps qu’il faut à la bactérie pour proliférer. Voici un extrait du site www.suissetec.ch

Jusqu’à 25°C les légionelloses ne se reproduisent pas.
De 25 à 45 °C elles prolifèrent.
Au-dessus de 55 °C elles ne survivent pas.
La température doit être de 60 °C au départ et ne pas être inférieure à 55 °C au point de soutirage.

Commentaire : En cas de sous-utilisation le solaire va augmenter les températures au-delà de 60 °c et les bactéries ne survivent plus. Il faut donc se méfier plutôt des jours mi-ensoleillés quand la température peine d’arriver à 60 °C et ceci durant plusieurs jours. Pour éliminer ce risque je vais mettre les chauffe-eau en série en hiver avec le mazout et en été éventuellement avec un petit chauffe-eau électrique de 100 litres.

La puissance

Sur la plaquette du cache des corps de chauffe du chauffe-eau il est inscrit :

3 kW 8h 80°C 6h 60°C
4 kW 6h 80°C 4h 60°C
6 kW 4h 80°C 3h 60°C

Ces données sont pour le corps de chauffe dont la puissance est constante ce qui n’est pas le cas du solaire et sont probablement fournies pour une eau froide à 15 °C. Elles ne concernent pas le serpentin mais la résistance électrique qui peut être raccordée à 3 puissances différentes.

Pour calculer la puissance il faut rentrer la notion de temps. Plus la puissance du système est élevée, moins il faut de temps pour arriver au résultat, comme on le voit plus haut dans les données du constructeur.

La puissance moyenne est de : Quantité de chaleur divisé par le temps
soit 56.430.000 / 21600 = 2600 W

Ces 2600 W si mon calcul est exact, c’est la puissance moyenne de l’échangeur. La puissance en sortie de panneau est nettement plus élevée mais subit des pertes durant le transport et les transferts. Le système complet utilise environ 20 W d’énergie électrique mais peut rendre 2600 W soit un rendement de 12900 % !

La puissance du soleil

La littérature nous dit que le soleil donne une puissance de 700 à 1000 W au m2 est perçue au sol (cette donnée varie selon les sources). La puissance reçue dépend de beaucoup de facteurs comme la couverture nuageuse, la latitude, la position du soleil par rapport à l’angle de pose qui varie selon les saisons. Le maximum est perçu lorsque le soleil est au zénith et brille perpendiculairement au panneau et varie énormément lorsqu’il est bas, la couche atmosphérique à traverser étant supérieure.

Mes 6 m2 de panneaux peuvent donc recevoir jusqu’à 6 kW dans les meilleurs conditions. Ceux-ci transformés ne fournissent plus que 2.6 kW selon mes calculs… Le rendement moyen théorique serait donc de 0.43

Il va de soit que ce rendement est plus élevé en début de chauffe lorsque les températures sont moins élevées dans le chauffe-eau. Plus le chauffe-eau monte en température, plus la température de retour du serpentin va monter aussi avec de moins en moins de différence avec l’entrée.

Deuxième gros problème

Jeudi 1er décembre, le soleil brille lorsque vers midi un sifflement s’est fait entendre, un jet de vapeur sort par un des tuyaux supérieur reliant les panneaux. Je n’ai pas trouvé de fournisseur pour des conduites en inox résistantes à la chaleur alors j’ai relié les panneaux avec du tuyau d’arrosage, j’avais choisi le plus résistant à la chaleur mais cela n’a pas suffit.
J’avais constaté que la température de sortie de serpentin au chauffe-eau était quasi aussi élevée qu’à l’entrée alors j’avais relevé un peu la sonde, ce que je n’aurais pas du faire. La pompe s’est certainement arrêtée parce que la différence de température entre les deux sondes n’était pas suffisamment élevée et le liquide est parti en vapeur.
Pour l’instant en attendant de trouver mieux, j’ai relié les panneaux avec du tuyau blindé d’alimentation de lave-vaisselle avec l’inconvénient de diminution du débit que j’ai du compenser en augmentant la puissance de la pompe. Aujourd’hui samedi, le soleil a brillé un peu et le système a bien fonctionné.

En cas de coupure de courant

Il peut avoir des coupures de courant électrique, si la coupure a lieu en pleine journée ensoleillée, l’installation va partir en vapeur ! Une solution serait d’avoir une alimentation électrique autonome par la pose d’un panneau solaire vu la faible consommation du système, celui-ci pourrait être de dimension modeste.

Il y a aussi le système d’auto-vidange qui est un peu plus compliqué. Il faut un récipient et une pompe plus puissante qui doit pousser le liquide au sommet des panneaux et le retour se fait par gravité. Dès que la pompe s’arrête le système se vide dans un réservoir intermédiaire au sous-sol. Ce système à l’avantage de gérer la surchauffe ainsi que le gel. Bien réalisé avec les bonnes pentes, ce système ne nécessite pas d’antigel dans le liquide caloporteur. Je vais certainement essayer ce système.

Le départ eau chaude

L’eau chaude solaire peut monter à des températures très élevées et il est nécessaire voire obligatoire de réguler cette température. Pour cela ont pose un mitigeur en sortie de réservoir qui régule à la températures désirée en rajoutant plus ou moins d’eau froide.

Le chauffe eau ne possédant pas de connexion prévue pour le retour de la circulation d’eau chaude, j’ai adapté en prévision sur un T une conduite cuivre de 12 mm qui plonge à travers le tube de sortie d’eau chaude jusqu’au milieu du chauffe-eau. L’extrémité du tube plongeant est muni d’un T afin de mélanger l’eau de retour horizontalement et ne pas trop perturber la stratification. La conduite d’eau chaude est reliée à l’entrée froide du chauffe-eau à mazout, ceci pour palier au manque les semaines maussades ainsi que pour contrer la légionellose comme dit précédemment.

Suite du feuilleton

Mardi 6 décembre, le soleil est apparu resplendissant seulement voilé par quelques cirrus artificiels causés par l’aviation dont les dégâts sur le climat sont largement sous-évalués.¹
Il a fait -3°C cette nuit et le givre recouvre les panneaux, le soleil est apparu vers 9 h 20 et il faut près d’une heure pour fondre la glace et commencer à produire. Je devrai raccourcir la haie pour que le soleil rayonne sur toute la surface des panneaux afin d’en profiter au maximum en période hivernale. Le thermomètre indique 43 °C à 9 h 30 et 48 °C à midi, 53 à 13 hres, et 60°C à 14 h 38 quand le soleil a disparu derrière l’Ardève.

Les nuits commencent enfin à devenir froides et les températures sont négatives, il à fait froid cette nuit et ils annoncent encore plus froid pour la nuit qui arrive. Le système contient environ 20 litres d’eau et j’ai rajouté à 15 litres d’eau 5 litres d’antigel. Je viens de prendre un échantillon de liquide et je l’ai mis au congélateur à – 20 °C pour voir si la concentration est suffisante. A – 20 °C l’échantillon à congelé alors par précaution j’ai vidé l’installation dans un bidon.

L’auto-vidange schéma

Comme je l’ai dit plus haut, je voulais essayer le système à auto-vidange, aujourd’hui j’ai déconnecté l’arrivée chaude et je l’ai fait tomber dans une dame-jeanne de 25 litres en verre que je n’utilisais plus depuis de nombreuses années. Avec du verre il n’y a pas d’inconvénients dû à la corrosion mais par contre il est sensible aux brusques changements de température. Sur le guillon de la dame-jeanne j’ai branché un tuyau pour le relier à l’entrée du serpentin qui va réchauffer l’eau sanitaire.

J’ai fait quelques essais à froid, il faut mettre plus de puissance à la pompe pour amorcer le circuit. Les 25 litres de liquide sont poussés vers le haut des panneaux et le retour se fait en un peu moins de 3 minutes. Dès que j’arrête la pompe, le liquide revient en retour dans la dame-jeanne.
Mon seul souci avec le système pour l’instant c’est le choc thermique qu’il risque d’avoir au moment de l’amorçage, je contrôlerai demain matin dès l’arrivée du soleil.
Dès que la sonde du panneau détecte une montée de température, il faut que la pompe démarre pour remplir d’eau les panneaux mais ce processus prend quelques minutes, espérons que ce laps de temps ne sera pas suffisant pour trop faire monter en température le liquide qui va tomber dans la dame-jeanne en verre.

Jeudi 8 décembre, le soleil est apparu à 9 h 20, le ciel est sans nuages. J’ai observé le démarrage du système, il a fallu que quelques minutes d’ensoleillement pour que la sonde fasse démarrer la pompe. L’eau à l’arrivée était tiède et il n’y a pas eu le choc thermique redouté. Je vais déplacer la sonde afin qu’elle ne touche pas le capteur métallique et prenne la température de la couche d’air interne.

Ce système d’auto-vidange bien que plus compliqué semble comporter beaucoup d’avantages à priori. L’installation est très peu pressurisée, pour l’instant elle est à l’air libre. Le plus grand inconvénient c’est la puissance de la pompe qui doit être augmentée pour maintenir la circulation du liquide. En auto-vidange le clapet anti-retour n’est plus nécessaire.

Si je reste avec le système d’auto-vidange, il faudra rajouter des thermostats supplémentaires, un afin que le système ne remplisse pas en cas de température négative (aujourd’hui ce n’est pas un problème il y a de l’antigel dans le circuit) Ce matin quand il a démarré le fond des panneaux était en température négative alors que le haut bien ensoleillé était déjà monté en température.

L’auto vidange bilan

Avantages
- Sécurité en cas de coupure de courant
- Antigel pas indispensable
- Surchauffe plus facile à gérer
- Pression du système réduite
- Vase d’expansion pas nécessaire
- Pas de purgeur d’air au point le plus haut
- Pression plus réduite que celle du réseau d’eau en cas de fuite du serpentin
  pas de mélange avec l’eau sanitaire
Inconvénients
- Réservoir supplémentaire
- Augmentation de l’énergie absorbée par la pompe
- Pertes de chaleur plus d’éléments à isoler
- Commandes supplémentaires pour gérer le gel et la surchauffe
- Bruits de circulation d’eau dans le réservoir additionnel
- Vidange-remplissages fréquents en cas de temps couvert

Premières constatations : Il a fait très beau jusque vers midi puis le ciel s’est couvert avec une alternance de nuages et de soleil. A chaque passage de nuages l’installation se vide et se remplit à nouveau dès l’apparition du soleil. Ce n’est pas un vrai problème mais plutôt un inconvénient de chaque fois remplir le système.

Pour l’instant les panneaux sont dans le jardin, mais le jour ou je les mets sur le toit, il faudra poser le ballon secondaire à l’étage le plus proche possible des panneaux tout en étant à l’abri du gel.

Samedi 10 décembre En voulant manipuler dame-jeanne, j’ai malheureusement forcé la sortie et dame-jeanne n’a pas résisté et à fendu…. J’ai un ancien chauffe-eau en cuivre que je vais transformer pour cet usage de ballon intermédiaire.

La ligne d’ombre à gauche est celle d’un lampadaire communal. Le soleil sera au plus bas dans 10 jours et me donnera la bonne hauteur pour la haie.

L’installation en auto-vidange premiers essais

J’ai amélioré le système et poussé les essais un peu plus loin. Le vieux chauffe-eau en cuivre avait été malmené et a du être brasé à quelques endroits pour colmater les fuites, j’en ai profité pour souder une douille pour l’arrivée et le départ de l’eau ainsi qu’un système visuel pour le contrôle du niveau du liquide. J’ai volontairement mis la conduite de départ sur le coté afin que le fond du chauffe-eau serve de décanteur.

Il a fait -5 °C cette nuit et il y a eu un dépôt de givre sur les panneaux, le soleil est arrivé à 9 h 35 et à 9 h 53 le givre avait fondu. A 9 h 55 la sonde a enclenché la pompe et le panneau a commencé à produire. La haie qui faisait ombrage a été raccourcie. A 14.00 hres le thermomètre du haut du chauffe-eau indique 33 °C, il y a eu 25 °C d’augmentation (8°C au départ), c’est un rendement correct vu les pertes de chaleur au niveau du ballon en cuivre qui non isolé fait office de radiateur pour la cave ! A 14 h 44 l’installation s’est arrêtée, le soleil s’est caché derrière l’Ardève, le haut du chauffe-eau est à 36 °C En plein mois de décembre le système a fait monter la température de 28 °C en 4 h et demie environ, je suis toujours étonné du rendement de ce système malgré les défauts d’isolation.

25 décembre, la semaine a été pourrie, il a fait un temps de “suisse allemande” avec beaucoup de précipitation sous forme de pluie, le thermomètre n’étant pas descendu sous zéro de toute la semaine. L’installation s’est quasi pas enclenchée mais à quand même fait monter la température de 8 à 20 °C. Pour ce jour de Noël, la météo annonce un temps radieux, reste plus qu’à attendre le soleil qui va arriver vers 9 h 30 et suivre le résultat.

Le soleil est apparu à 9 h 38 et à 9 h 48 l’installation a démarré. Malheureusement les cirrus de l’avionique sont à nouveau présent et perturbent l’ensoleillement. Il n’est pas possible que tous ces nuages artificiels n’aient pas un impact terrible sur l’environnement.
Vers 15 h 30 le soleil s’est caché et la température est à 42 °C le chauffage principal devient complément et n’a plus que 18 °C à compenser au lieu de 52 °C ce qui fait une belle économie de 76 %.

Sans les traînées d’avions le ciel serait parfaitement bleu !

25 décembre 2022 10 h 20

27 décembre une belle journée ensoleillée, aujourd’hui j’ai fini le caisson bois autour du ballon complémentaire et isolé à la sciure. La température est à 50 °C et demain il devrait faire beau une partie de la journée, ça devrait monter à 60 °C voir plus. Je ne serai pas là alors à voir si je laisse fonctionner l’installation, il n’y a pas encore de sécurité surchauffe…

Samedi 6 janvier A la suite de la modification d’hier, j’ai observé le démarrage du système. Le soleil est apparu à 9 h 39 il semble que l’on gagne chaque jour quelques minutes. Le thermomètre est à 53°C
09.39 Apparition du soleil
10.03 Enclenchement de la pompe (on)
10.05 Installation remplie avec retour du liquide (retour)
10.07 Déclenchement de la pompe (off)
10.11 on
10.13 retour
10.16 off
10.18 on
10.19 retour
10.23 off
10.25 on
10.26 retour
L’installation a fait 4 départs/arrêts en moins d’une demi-heure avant d’atteindre la température idéale. Il y a eu une chute de température dans le chauffe-eau qui est peut-être expliquée parce qu’une partie de la chaleur a été délivrée par le serpentin lors du remplissage de l’installation.
Le thermostat anti-surchauffe a été réglé à 65 °C et l’installation en fin de journée était à 62°C.

Une série d’essais pour confirmer

A ce jour, (8 janvier 2023) l’installation est quasi-autonome, il me reste à régler le problème du gel, pour cela je pense mettre un thermostat en partie inférieure des panneaux afin que le système ne démarre pas en cas de température négative. En effet pour rappel, le démarrage du système est contrôlé par une sonde qui est au sommet du panneau, hors il se peut que le sommet soit déjà tempéré alors que vers le sol ce soit toujours en négatif.
Mardi 10 janvier 10.00 Il a neigé quelques cm cette nuit et le soleil est resplendissant, la neige est en train de fondre sur les hauts des panneaux, mais il y en a encore sur au moins 50 cm dans la partie inférieure. L’installation produit quand même de la chaleur par intermittence ! Le liquide poussé à travers le serpentin du chauffe-eau va peut-être aider à chauffer l’intérieur du panneau et faire accélérer la fonte de la neige… Le chauffe-eau est encore à 40 °C pour la partie supérieure et 32 °C au fond. A priori la neige en fond de panneau ne gène pas vraiment la production mais va faire baisser le rendement… Le liquide avec son antigel résiste à une température négative de – 5 °C au moins (à mesurer), je vais mettre un thermostat qui va couper l’installation ou plutôt ne pas la laisser démarrer en dessous de cette valeur. Comme la dernière fois le chauffe-eau perd un peu de température au démarrage, je suppose que c’est la chaleur utilisée pour tempérer les 25 l de l’installation au démarrage qui ont reposé dans le chauffe-eau intermédiaire mais cette légère perte est largement compensée par la suite si le soleil ne s’est pas caché par la suite…
A 12 h 47 le thermomètre indique 51°C et le retour des panneaux est à 57 °C normalement les 60°C devraient être atteints facilement pour 14 h 30 environ quand le soleil se couchera.. Au soir le thermomètre indiquait 59 °C mais il y avait eu déjà du tirage.

ENFIN LA NEIGE

Lundi 16 janvier, durant la nuit la neige a fait son apparition et la nature a enfin son manteau blanc.
Mardi 17 janvier il a neigé et c’est 30 cm qui recouvrent les toits.
Mercredi 18 janvier il neigeote toujours, le thermomètre est à 24 °C vu que l’installation n’a pas produit depuis plusieurs jours.

Vers midi en dégageant la neige au fond des panneaux, j’ai remarqué que quelques rayons de soleil alors que le 90% des panneaux étaient encore couverts de neige avaient suffit pour produire de la chaleur. Idéalement il faudrait un espace sous les panneaux d’au moins 1 mètre afin que la neige puisse glisser et que les panneaux se dégagent plus facilement. Ici j’ai donné un coup de main pour que les panneaux soient plus vite dégagés.
Jeudi 19 janvier Enfin le soleil du valais, il a fait -7°C et les panneaux sont couverts de givre. J’ai pris un échantillon de solution afin de mesurer au garage la capacité de l’antigel, il résiste à -5°C et par précaution je rajoute 2 litres d’antigel. Le thermomètre est à 25 °C vers 10 heures et à 53°C à 14 h 20. Dans moins d’une demi-heure le soleil va disparaître derrière l’Ardève et il devrait arriver vers 55°C donc aujourd’hui ce sont 300 litres d’eau qui ont été augmentés d’environ 30°C!
20 janvier Il a fait -10°C cette nuit et le soleil est arrivé à 9 h 40 le thermomètre est à 51°C et l’installation avait démarré à 10 h 36 et il y a eu de nouveau la petite baisse due au remplissage du système (50°C) mais c’est pour mieux produire après… A 17.30 h 65°C mais je n’étais pas présent pour constater si c’est le thermostat anti-surchauffe réglé à 65 qui a déclenché. A voir demain ils annoncent beau..
21 janvier Bel hiver, il a fait à nouveau -10°C soleil apparu à 9.35 température 57°C à 10.10 l’installation essaye de démarrer et s’arrête jusqu’à la montée en température du circuit qui vu la température du chauffe-eau à 57°C doit être beaucoup plus élevée pour produire, les panneaux sont dégivrés à 95% il reste un petit peu de givre dans la partie inférieure. A 14 hres c’est le thermostat anti-surchauffe qui a coupé l’installation qui est arrivée à 65°C

Enfin un bel hiver

Depuis que la neige s’est arrêtée de tomber le 19 janvier le soleil a été présent tous les jours, la température nocturne est descendue jusqu’à hier vers -10°C et ce matin 24 janvier seulement à -8.4 ! Et la journée même au soleil les températures sont restées négatives. Mes constatations alarmistes seraient-elles erronées ? Enfin toujours est-t’il que mon installation a récupéré de l’énergie tous les jours de ciel bleu même par température négative.
Jeudi 26 janvier pour la première fois depuis une semaine nous avons un temps couvert par les stratus assez élevés et j’ai une pensée pour les pauvres du plateau qui supportent ça depuis une dizaine de jours…. Aujourd’hui il y a eu quelques rayons de soleil mais pas suffisant pour amorcer l’installation.. le thermomètre est à 42 °C à 16 h 30.
Du 27 janvier au vendredi 3 février il a fait non stop beau, froid la nuit et ne passant pas en dessus de zéro la journée, l’installation a rempli son rôle et s’est arrêtée quasi tous les jours à 65 °C limite de la surchauffe. Samedi temps couvert qui n’a pas suffit pour produire, aujourd’hui dimanche temps couvert mais voilà que vers 10 hres le soleil réussit à percer de temps en temps les nuages, le thermomètre est à 50 et 46° au fond, a voir si ce sera suffisant pour produire.

7 mars Il n’y a pas eu de précipitation durant tout le mois de février à part quelques bruîmes juste suffisante à ne pas mouiller la poussière….. L’installation a produit tous les jours, j’ai monté le thermostat anti-surchauffe à 70 °C et cette température est atteinte vers 13 – 14 hres et l’installation se déclenche. J’ai du rajouter un peu de liquide, pourtant il n’y a pas de fuite apparente, la seule explication peut être l’évaporation, en effet l’installation pour l’instant n’est pas totalement étanche et résistante à la pression et un peu de vapeur peut s’y échapper.

Un problème inattendu…..

Comme il a été dit quelques lignes en amont, l’installation se déclenche lorsque les 70°C sont atteints et le liquide se vide dans le réservoir intermédiaire. Si il y a de nouveau une demande de chaleur, l’installation se remplit à nouveau, mais vu que les panneaux sont vides et en plein soleil, la température est très élevée et au remplissage le liquide part en vapeur. J’étais proche des panneaux lorsque c’est arrivé et le bruit de vapeur était impressionnant, comme si on verse de l’eau sur un fourneau chauffé à blanc…. Je suis descendu à la cave et celle-ci était remplie de vapeur éjectée par le couvercle du réservoir intermédiaire, voilà l’explication de la perte de liquide décrite plus haut.

Comment résoudre ce problème ? Après réflexion la solution la plus facile a été de poser un thermostat au sommet du panneau qui interdit le remplissage si la température sous le verre est supérieure à 90 °C, ce qui arrive très vite une fois l’installation hors service! Un ancien thermostat à bulbe que j’avais récupéré il y a longtemps fait bien l’affaire. Il y a toutefois un inconvénient, si il y a une forte demande en journée une fois la température atteinte, l’installation ne va pas pouvoir démarrer jusqu’au prochain refroidissement des panneaux.

Lundi 27 mars j’ai pris mon courage à deux mains et j’ai déconnecté toutes les conduites, vidangé le chauffe-eau et déplacé à un endroit qui ne gène pas pour le pressoir. Le chauffe-eau est dans la cave de vinification, je vinifie un peu de vendange de quoi me faire plaisir mais pas de concurrencer les grandes caves….
Donc, j’ai déplacé le chauffe-eau et raccordé en premier le circuit d’eau chaude sanitaire qui je te rappelle est en série avec le chauffe-eau mazout afin de disposer d’eau chaude sanitaire.
Mardi 27 Il a fait froid cette nuit et mon abricotier qui était en fleurs a du souffrir, on verra si il y aura de la récolte. J’ai continué l’installation du circuit primaire et mis en route le système à 11 h 30, le thermomètre était à 11°C, à 13h15 22 °C, mais voilà que le ciel se couvre déjà et la météo annonce de la pluie pour plusieurs jours.

Il a plu toute la semaine. Samedi pluie et quelques éclaircies, j’ai transformé dans la chaufferie en créant un bypass afin d’envoyer au choix directement ou en passant par la chaudière à mazout. Dès qu’il fera un peu meilleur je pourrai arrêter ma chaudière.

Lundi 3 16.00 Je reviens de la vigne et la température est à 70°C, je vais aller mettre le bypass sur solaire mais pour l’instant je laisse la chaudière enclenchée vu qu’ils annoncent pas beau pour la semaine sainte. En relevant les compteurs je pourrai savoir la consommation exacte pour maintenir la chaudière en température sans consommation d’eau chaude.

La maintenance en température du chauffe-eau mazout

Du 3 au 7 avril il a fait beau et j’ai mis le bypass seulement sur solaire, c’est à dire que toute l’eau chaude consommée a été chauffée par le soleil. Parallèlement la chaudière à mazout est restée en température sans aucune consommation d’eau ou de chauffage. J’ai ainsi pu mesurer le temps de fonctionnement de la chaudière uniquement pour maintenir en température le chauffe-eau. Le brûleur fonctionne environ 36 minutes par jour pour cette fonction soit 216 heures par année.

Résumé de la météo du 7 au 13 avril

7 et 8 avril couvert
9 avril (Pâques) très beau
10 au 13 avril couvert et pluvieux pas de récupération ce matin 13 avril température 46 °C le soleil pointe son nez peut-être un peu de chauffage aujourd’hui….
14 avril à 10.42 42 °C léger ensoleillement 66°C à 14 h 30….

Nous sommes le 30 avril et le temps a été couvert toute la semaine, il y a eu un peu de récupération lors des légers ensoleillements. Il y a de nouveau de la pluie pour ce soir, la température est descendue à 38 °C et n’a jamais réussi à remonter jusqu’à 70 depuis plusieurs jours. A voir la suite si je pourrai couper l’appoint mazout.

5 mai, il a fait un mauvais temps et beaucoup de pluie jusqu’au 3 mai, la température était descendue à 28 °C c’est le troisième jour qu’elle monte à 70 °C, je n’ai toujours pas arrêté le complément mazout vu que la météo annonce à nouveau mauvais temps. Hier j’ai connecté le lave-linge à l’eau mitigée à 40 °C, je pense que c’est une température supportable pour le lave-linge qui n’est pas vraiment prévu pour l’eau chaude. Il y a eu quelques lessives depuis et le résultat est satisfaisant.

Le mitigeur et son alimentation en eau froide et chaude

J’ai aussi complètement modifié les départs eau-chaude à l’aide d’une nourrice à 4 sortie. En combinant avec différentes vannes, je peux aisément passer du tout solaire au tout mazout ou alors je peux mettre les deux en série, le solaire préchauffant l’entrée mazout.
J’ai dû combiner les différentes sortes de conduites, il en a en cuivre de 12 mm, de 14 mm et de 15 mm. Les nouvelles conduites ont été réalisées en synthétique avec des embouts à sertir. Les embouts à sertir étant nettement meilleur marché que les embouts à visser, le prix de la pince à sertir nécessaire sera vite amortie.

A droite l’arrivée du solaire, le bypass solaire ou série avec le mazout, sur la nourrice les 4 distributions de la maison reprises sur les anciennes conduites, à gauche de la nourrice avec la vanne rouge l’arrivée depuis la chaudière à mazout . La vanne verte alimente en eau froide le chauffe-eau à mazout. Des clapets anti-retour empêchent l’inversion du sens de l’eau en cas de mauvaises manipulations. Une soupape de sécurité (bleue) permet d’évacuer la surpression éventuelle.
1. Si je veux tout solaire, je positionne au bypass départ nourrice ouvert et départ mazout fermé (comme sur la photo). Je ferme l’arrivée nourrice depuis le mazout.
2. Si je veux en série, au bypass je ferme l’alimentation nourrice et j’ouvre le départ mazout. Je ferme la vanne verte et j’ouvre l’arrivée nourrice côté mazout.
3. Si je veux seulement au mazout, je ferme les deux vannes du bypass et j’ouvre la vanne verte d’arrivée d’eau froide ainsi que la vanne rouge d’entrée mazout de la nourrice.

Il y a un enchevêtrement de conduites mais j’ai dû composer avec ce qui était en place. Normalement selon la littérature spécifique, il ne devrait pas avoir de conduites fer qui suivent des conduites cuivres comme on le voit sur l’alimentation en eau froide, mais je suis obligé de faire avec, cette configuration a été pourtant réalisée par des professionnels, comme quoi….. Je n’ose pas dévisser la conduite GF qui alimente le chauffe-eau mazout pour la changer de peur de forcer la cuve qui a plus de cinquante ans !

Jeudi 18 mai 2023 Ascension Le thermomètre est ce matin à 51 °C mais il a fait un mauvais temps depuis un mois avec tous les jours un mélange de nuages et soleil. Dans mon enfance, il n’y avait jamais de bise au Grugnay, les seules fois ou il y avait du vent c’était le foehn….. Il y a vraiment un changement de climat, hier il a été annoncé que cette année sera vraiment la plus chaude avec le phénomène El Ninio. Au Canada il y a des incendies sans précédents… Je pense que le solaire aurait suffi mais les températures étant régulièrement en dessous de 50 °C, je me méfie de la légionellose alors j’ai laissé les deux chauffe-eau en série, le mazout étant utilisé uniquement pour augmenter d’une dizaine de degré et pas tous les jours.

Une compensation électrique ?

L’expérience me montre qu’il a fallu compenser légèrement au mazout (risque de légionellose voir l’article concerné) la température de 60 °C n’étant pas atteinte tous les jours (temps couvert et pluvieux depuis environ un mois). J’ai vu en action mi-prix chez un grossiste un chauffe-eau de 100 litres neuf et je vais certainement l’acheter pour le mettre en série durant la période hors chauffage au mazout. J’ai lu que ces chauffe-eau étaient déconseillés pour des raisons énergétiques, mais dans mon cas il s’agit seulement de compensation mineure et occasionnelle.

Comment optimiser au maximum afin que ce soit le solaire qui chauffe mon chauffe-eau complémentaire et que l’électricité soit utilisée au minimum ? Je désire contrôler la résistance électrique afin qu’elle ne s’enclenche qu’une fois par jour mais à quel moment. A priori le moment le plus propice est en fin de journée après le coucher du soleil, si les 60 °C ne sont pas atteints le complément électrique intervient. Il peut arriver que la température du chauffe-eau électrique soit inférieure au chauffe-eau solaire, par exemple aujourd’hui 21 mai après le coucher du soleil, la température est seulement… de 52 °C (temps couvert) le chauffe-eau électrique devra compenser ces 8 °C lorsque l’horloge s’enclenchera durant quelques heures en fin de journée. Demain matin, il y aura du tirage, l’eau va rentrer dans le chauffe-eau solaire vers 50 °C et va rester ainsi jusqu’au soir même si demain il fait super beau et que le chauffe-eau solaire monte à plus de 60 °C et le soir il faudra compenser électrique. J’espère que tu as tout compris ! Pour remédier à cet inconvénient, je pense utiliser un circulateur qui va s’enclencher si la température du chauffe-eau solaire est supérieure à la température du chauffe-eau électrique. Un petit schéma explique le principe :

Lundi 12 juin 2023 Aujourd’hui j’ai raccordé l’hydraulique du chauffe-eau de 100 litres après l’avoir accroché au mur de la cave. J’ai pris soin de poser plusieurs vannes afin de pouvoir le court-circuiter en cas de besoin et il y aussi la possibilité d’alimenter directement en eau froide plutôt qu’en série. Il me reste à réaliser la circulation pour les raisons décrites plus haut. Je me retrouve donc avec une réserve de 300 litres et avec le chauffe-eau de 100 litres, je suis à 400 litres d’eau chaude ce qui est suffisant pour tenir plusieurs jours en cas de mauvais temps. Il me faudra encore faire quelques essais afin d’optimiser la circulation. La position des sondes doit être réalisée avec soins afin que le corps de chauffe électrique ne s’enclenche qu’en cas de nécessité absolue.

15 juillet 2023 Le système de circulation entre les deux chauffe-eau a été réalisé et fonctionne avec satisfaction. Si la température du chauffe-eau solaire est plus élevée que celle du chauffe-eau de 100 litres, le circulateur s’enclenche et envoie l’eau chaude et ceci jusqu’à la température de 60 °C

Depuis le début juin il a fait beau et il n’a pas été nécessaire d’utiliser un complément électrique. Hier j’ai posé une dérivation à la sortie du chauffe-eau solaire et posé un tube qui amène directement l’eau chaude au jardin ainsi je vais pouvoir utiliser cette eau chaude pour désherber les pavés et les dalles. Pour cette utilisation je règle le thermostat à 80 °C afin d’être plus efficace.
En cette saison, le soleil est très haut et ses rayons n’arrive pas perpendiculairement sur les capteurs, la puissance absorbée est diminuée mais amplement suffisante pour notre utilisation, les jours étant longs. (Les absorbeurs ont été posés avec un angle pour capter le maximum en hiver)

Nous sommes le mercredi 26 juillet et depuis dimanche le temps est maussade avec des orages. Lundi il y en a eu un de terrible qui a dévasté les cultures fruitière ainsi que la vigne qui a été martelée par les grêlons. Le toit de ma tonnelle en tôle synthétique a été transpercé par des grêlons gros comme des balles de tennis. Les panneaux n’ont subi aucun dommage contrairement aux nombreuses voitures qui ont été marquées. Ce mercredi la météo annonce du soleil mais pour le moment ce matin le temps est couvert. Le thermomètre indique 40 en haut et 33 au fond du grand chauffe-eau et le petit est autour des 45 °C. Si ce soir le soleil n’a pas brillé je vais devoir enclencher le complément électrique pour la première fois depuis le début juin.

Finalement je n’ai pas eu besoin de complément et nous sommes le 25 août. Le réservoir intermédiaire a été isolé à la sciure et j’ai rajouté 1 litre d’eau dans le circuit par le purgeur sommital extérieur qui n’était pas fermé. A suivre si la légère perte de liquide se faisait par ce purgeur.

Lundi 28 août après les canicules de la semaine dernière jusqu’à 37 °c voici maintenant le mauvais temps et la nette baisse de température. Depuis vendredi soir le ciel est couvert et il est tombé plus de 35 litres/m2 d’eau. Au Tessin dans l’Est de la Suisse c’était catastrophique.

Mercredi 30 août La température étant tombée en dessous de 42 °c dans le grand chauffe-eau et toujours en prévention de la légionellose, j’ai complété la chauffe électriquement les 100 litres du petit chauffe-eau deux soirs de suite. Aujourd’hui il y a eu quelques éclaircies et un peu de récupération mais je vais continuer de compléter la chauffe électriquement en fin de journée. Il faut que je pose une horloge afin que cela se fasse automatiquement si en fin de journée le soleil n’a pas assez brillé, le corps de chauffe électrique prends le relais.

Le complément électrique

Afin d’automatiser la chauffe électrique lorsque l’ensoleillement n’est pas suffisant, j’ai posé une horloge qui enclenche le corps de chauffe si la température n’est pas assez élevée en fin de journée. Après un mois d’utilisation le système a fonctionné durant un peu plus d’une heure, soit un peu plus d’un kWh (corps de chauffe de 1100 W). En vue de connaître la consommation du système complémentaire, j’ai posé un compteur d’heures (récupération) qui fonctionne en même temps que le corps de chauffe. Le corps de chauffe sera mis hors-service dès que les températures nécessiterons d’enclencher le chauffage au mazout.

Le bilan provisoire

La chaudière à mazout est arrêtée depuis 140 jours, on a vu précédemment que pour maintenir en température le brûleur tourne environ 36 minutes par jour, soit 84 heures. Je ne connais pas la consommation à l’heure de mazout, donc je ne sais pas la quantité économisée.

Le but est atteint, je trouvais dommage de laisser cette chaudière en température durant toute la bonne saison uniquement pour produire l’eau chaude sanitaire.

La consommation électrique est réduite pour faire tourner les pompes et alimenter le système de commande, ce qui est une part infime en comparaison à la quantité produite d’environ 150 litres par jour.

Dès le 21 octobre 2023 le temps a été maussade avec quelques brèves périodes ensoleillées. Durant ces dix jours le corps de chauffe complémentaire a fonctionné durant 14.3 h pour une consommation de 16.2 kWh. Le coût moyen du chauffage complémentaire est d’environ 0.53 frs par jour…

La suite

Le 31 octobre 2023 j’ai remis en route la chaudière à mazout pour l’hiver, j’ai donc arrêté le complément électrique et connecté le by-pass sur la chaudière.

Après une sécheresse exceptionnelle durant le mois de septembre et une partie d’octobre la pluie est apparue et semble ne plus vouloir s’arrêter.

Nous sommes le 14 novembre et depuis maintenant trois semaines il pleut quasi tous les jours avec aujourd’hui son paroxysme. Une seule fois la température est montée à 63 °C Depuis 9 heures ce matin à 20 h 30 il a plu 35 litres au m2. Les rivières sont en crue et menacent de déborder à certains endroits, Conthey, Monthey sont en alerte maximale. La météo annonce une accalmie dès demain mais pas vraiment du soleil.

Météo du 14 au 21 novembre pas de quoi se réjouir…

Mes panneaux solaires photovoltaïques sont représentatifs de l’ensoleillement puisqu’ils ont produit une moyenne de 1.77 kWh par jour du 21 septembre au 20 octobre pour passer à 0.96 depuis cette date.

Nous sommes le 13 décembre et mon solaire est en faillite ! Depuis presque deux mois il pleut et le ciel est quasi couvert ! Le tableau ci-dessus on peut l’extrapoler sur quasi toute cette période… Il y a eu seulement quelques jour de beau temps par cis par là ! Les 75000 branleurs de la cop28 organisée par un émirat pétrolier et présidé par un émir du pétrole ont comme cela était prévisible décidé de ne quasi rien décider ! Beaucoup de routes sont coupées par des écoulements de boues ou effondrements de celle-ci. Mon prunier qui n’avait pas perdu toutes ses feuilles s’est déraciné et heureusement n’a pas écrasé la voiture à proximité, mon olivier n’a pas supporté non plus la neige et a fortement été étiré, à voir si il survivra !