Chauffe eau solaire par toiture ardoise,
un concept économique et performant
(13 mars 2014)
Yvré l’évêque (72)
Par Etienne Féger prénom.nom chez gmail.com
Le constat:
L’ardoise capte très bien l’énergie solaire.
Ardoise nue, plus de 75 ° en été, si on ajoute un verre, on dépasse l’ébullition
L’énergie est partout, et pourtant
j’utilise du gaz pour chauffer mon eau. Pourquoi ne pas utiliser mes
ardoises pour chauffer cette eau, sans avoir à poser des capteurs
couteux et visibles ?
75° c’est largement suffisant pour prendre ma douche et ce n’est pas assez pour risquer la surchauffe d’une installation habituelle. Je peux confectionner mes liaisons avec du PER au lieu d’inox, c’est facile et pas cher.
L’idée était de faire serpenter un réseau de tuyau PER (150 mètres) derrière mes ardoises et de chauffer le contenu d’un préparateur d’eau de 150 litres (d’occasion sur lbc). Cela correspond a une bonne quinzaine de m², la surface maximale utilisable dans mes combles (une partie est consommée par des panneaux PV).
Rapidement je me suis aperçu que cela ne chauffait pas fort, environ 40°, malgré la chaleur de plus de 60° dans mes combles : il fallait un contact thermique avec l’ardoise.
75° c’est largement suffisant pour prendre ma douche et ce n’est pas assez pour risquer la surchauffe d’une installation habituelle. Je peux confectionner mes liaisons avec du PER au lieu d’inox, c’est facile et pas cher.
Première expérience, été 2012:
Elle fait l’objet de ce sujet sur le forum ApperL’idée était de faire serpenter un réseau de tuyau PER (150 mètres) derrière mes ardoises et de chauffer le contenu d’un préparateur d’eau de 150 litres (d’occasion sur lbc). Cela correspond a une bonne quinzaine de m², la surface maximale utilisable dans mes combles (une partie est consommée par des panneaux PV).
Rapidement je me suis aperçu que cela ne chauffait pas fort, environ 40°, malgré la chaleur de plus de 60° dans mes combles : il fallait un contact thermique avec l’ardoise.
C’est pourquoi j’ai formé une sorte
de lire avec du scotch alu pour faire contact. Un travail fastidieux
mais payant.
Relevé du 9 septembre 2012, journée ensoleillée avec du vent
Ce jour là, j’ai chauffé mon eau à 55°, ardoises nues, alors que la puissance solaire de septembre décline.
Relevé du 15 septembre 2012, journée un peu chaotique, avec du soleil mais pas tout le temps
Ce jour là j’ai chauffé mon eau à 48°, ardoises nues, l’automne approche.
Le 2 décembre 2012 soleil parfois voilé mais froid, brise
Ce jour là j’ai chauffé mon eau à
22°, ardoises nues, une dizaine de degré gagné par rapport à l’eau du
réseau. C’est toujours du travail en moins pour la chaudière.
Rapidement j’ai ajouté un deuxième préparateur de 150 litres (d’occasion toujours), n’ayant aucun problème de puissance, soit 300 litres chauffés au soleil, en amont du préparateur de 150 litres de la chaudière.
Par contre j’étais souvent un peu juste en niveau de température pour pouvoir couper sereinement la chaudière. J’avais aussi un gros problème de perte de chaleur la nuit, que j’évoque dans mon post du 8 septembre 2012, 55° le soir, plus que 40° au matin, au moment où on a besoin de prendre sa douche !
Un an plus tard, en septembre 2013, j’ai finalement détecté un problème de thermosiphon, je chauffais mon toit la nuit !
J’ai recréé une zone de captage, cette fois en découvrant la toiture.
Liaison alu avec une feuille, un stock de barquette en promo que j’ai du aplatir….
La mise en œuvre, pas évidente avec le PER parfois un peu rebelle … Il y a en 8 couronnes de 25 mètres, un circuit rouge et un bleu !
Détail de la liaison PER/alu/ardoise. La feuille est agrafée sur la latte. La mise en place du crochet entre latte et PER supérieur n’est super pas facile, il faut perforer la feuille entre latte et PER.
Ajout de 9 m² de plexi au dessus de l’ardoise. Profil en Z en haut formant gouttière. Fixation au crochet. Un compriband étanche un peu le tout.
Rapidement j’ai ajouté un deuxième préparateur de 150 litres (d’occasion toujours), n’ayant aucun problème de puissance, soit 300 litres chauffés au soleil, en amont du préparateur de 150 litres de la chaudière.
Par contre j’étais souvent un peu juste en niveau de température pour pouvoir couper sereinement la chaudière. J’avais aussi un gros problème de perte de chaleur la nuit, que j’évoque dans mon post du 8 septembre 2012, 55° le soir, plus que 40° au matin, au moment où on a besoin de prendre sa douche !
Un an plus tard, en septembre 2013, j’ai finalement détecté un problème de thermosiphon, je chauffais mon toit la nuit !
Deuxième phase, printemps 2013:
Elle fait l’objet de ce sujet sur le forum ApperJ’ai recréé une zone de captage, cette fois en découvrant la toiture.
Liaison alu avec une feuille, un stock de barquette en promo que j’ai du aplatir….
La mise en œuvre, pas évidente avec le PER parfois un peu rebelle … Il y a en 8 couronnes de 25 mètres, un circuit rouge et un bleu !
Détail de la liaison PER/alu/ardoise. La feuille est agrafée sur la latte. La mise en place du crochet entre latte et PER supérieur n’est super pas facile, il faut perforer la feuille entre latte et PER.
Ajout de 9 m² de plexi au dessus de l’ardoise. Profil en Z en haut formant gouttière. Fixation au crochet. Un compriband étanche un peu le tout.
J’ai conservé le premier circuit en
préchauffage, ce nouveau circuit est en série, il permet de rehausser
la température d’eau.
A contrario en cas de surchauffe le premier circuit qui plafonne vers
60° contribue à limiter la température. C’est sans doute pour cela que
mon eau chaude n’a pas dépassé 70° cet été, ce qui est largement
suffisant.
Conclusion:
Voici la synthèse des températures d’eau (relevé tous les soirs) depuis le 12 octobre dernier, jusqu’au 9 mars 2014 (temps exceptionnel), sachant que j’ai coupé la chaudière depuis fin mai jusqu'à septembrePas facile d’estimer le rendement de
l’installation, en tenant compte des mises aux points, du problème de
thermosiphon, des saisons qui se suivent et ne ressemblent pas,
etc…J’ai tracé quelques courbes. J’ai considéré que le besoin est
d’avoir de l’eau à 55° et qu’elle nous arrive à 10°. Voici mon
ressenti :
Juste avec des tuyaux sous l’ardoise et un peu d’alu, on peut espérer couper le chauffe eau une bonne partie de l’été, sauf en cas de longue période de mauvais temps. Le reste de l’année, il y a un apport partiel. J’ai fait quelques courbes, j’estime l’apport d’un tel système entre 40 et 50 % du besoin.
Avec en plus un effet de serre par plexiglas, je pense pouvoir couper le chauffe eau de mi mai jusqu’à mi octobre, et j’estime l’apport solaire entre 60 et 70 %.
Je souligne l’aspect économique, je n’ai utilisé que des matériaux basiques. Je n’ai pas calculé le cout précis, je l’estime de 500€ à 700€ en final.
J’aurais ainsi pu exploiter une centaine de m² d’ardoises, de quoi envisager de participer également au chauffage de la maison.
J’aurai aimé également trouver une solution pour fixer du verre sur l’ardoise au lieu du plexiglas, matériaux évidemment bien plus durable.
Juste avec des tuyaux sous l’ardoise et un peu d’alu, on peut espérer couper le chauffe eau une bonne partie de l’été, sauf en cas de longue période de mauvais temps. Le reste de l’année, il y a un apport partiel. J’ai fait quelques courbes, j’estime l’apport d’un tel système entre 40 et 50 % du besoin.
Avec en plus un effet de serre par plexiglas, je pense pouvoir couper le chauffe eau de mi mai jusqu’à mi octobre, et j’estime l’apport solaire entre 60 et 70 %.
Je souligne l’aspect économique, je n’ai utilisé que des matériaux basiques. Je n’ai pas calculé le cout précis, je l’estime de 500€ à 700€ en final.
Si c’était à refaire….
… j’aurais équipé tout mon pan de toiture lorsque j’ai fait construire ma maison, c’est très facile à faire sur une charpente nue, pour peu que le circuit PER occupe uniquement la partie inférieure des lattes (de part et d’autre c’est compliqué à mettre en œuvre à cause des crochets).J’aurais ainsi pu exploiter une centaine de m² d’ardoises, de quoi envisager de participer également au chauffage de la maison.
J’aurai aimé également trouver une solution pour fixer du verre sur l’ardoise au lieu du plexiglas, matériaux évidemment bien plus durable.
Bilan de l'année 2014
Tableau ajouté le 03/01/2015 (cliquez dessus pour l'agrandir)