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Puisque les absorbeurs sont fait de métal, cuivre, aluminium ou acier inoxydable, et que les surfaces métalliques tendent à réfléchir la lumière, les absorbeurs doivent être enduits d’un revêtement qui absorbe fortement les longueurs d’onde du rayonnement solaire afin de produire un maximum de chaleur pour le chauffe-eau solaire.
Au début de la technologie, on a utilisé des peintures solaires noires spécialement développées à cet usage, puis des couches sélectives qui diminuaient les déperditions thermiques.
Aujourd’hui, les meilleurs résultats sont obtenus avec des revêtements appelés « CERMET » (Céramiques à base d’oxydes métalliques).
Les revêtements de conception ancienne
- Les absorbeurs non sélectifs : ces absorbeurs traités avec une peinture solaire non sélective après vingt ans n’ont que très peu de pertes de rendement mais leur coefficient d’émission est très faible.
- Les absorbeurs sélectifs avec revêtement en oxyde d’aluminium pigmenté au nickel : ces absorbeurs ont un rendement un peu meilleur que les précédents, peu de perte après vingt ans, mais sont très sensibles à l’humidité. On ne les utilise quasiment plus.
- Les absorbeurs sélectifs à revêtement en chrome noir avec couche intermédiaire en nickel sur cuivre : ces revêtements sont encore utilisés aujourd’hui. Le nickel protège de l’oxydation sinon la couche de chrome noir partirait lorsque le cuivre s’oxyde. On n’a moins d’une dizaine d’années de recul sur ce genre de revêtement, mais l’on considère, qu’il n’y a pas de détérioration due au vieillissement.
- Les absorbeurs sélectifs en acier avec revêtement en sulfure/oxyde de cobalt : c’est un revêtement développé pour les absorbeurs des tubes sous vide avec une bonne tenue dans le temps. Malgré tout, ce genre de revêtement n’est plus utilisé.
- Les absorbeurs sélectifs en acier émaillé : ce type de revêtement a souvent fait mauvaise impression, l’émail s’écaillant dans le temps avec la rouille qui s’installait. Pourtant leur longévité n’était pas plus mauvaise que les autres revêtements. On ne le trouve plus sur le marché.
Absorbeur Roll-bond aluminium
Les revêtements modernes
- Les absorbeurs au revêtement nickel noir : dans ce procédé de revêtement sur bandes de cuivres, la bande est passée en continu dans plusieurs bains contenant des solvants et des agents de nettoyage. Ensuite du nickel et/ou du chrome sont appliqués par électrolyse. Ces revêtements électro-plaqués ont de bonnes propriétés sélectives mais sont dangereux pour la santé et nécessitent une fabrication rigoureuse.
- Les absorbeurs au revêtement cristal noir : dans ce type de revêtement, après nettoyage de la plaque de cuivre, une couche de nickel est déposée, et à son tour, enduite de cristaux spéciaux. Ces couches sont recouvertes de verre liquide pulvérisé. C’est un processus d’électro-plaquage. Là encore, le processus de fabrication est dangereux pour la santé et la fabrication doit être rigoureuse.
- Les absorbeurs au revêtement PVD (Physical Vapour Deposition) : dans une enceinte à vide où se trouve les bandes en cuivre à recouvrir, un faisceau d’électrons est dirigé sur un creuset contenant le matériau de revêtement. Le matériau se vaporise et se dépose sur les bandes, pendant que de l’oxygène et de l’azote sont introduits à basse pression dans l’enceinte. Les absorbeurs fabriqués avec ce revêtement sont sur le marché sous les marques « Tinox » et « Ecoselect ». Dans le cas du « Tinox » un revêtement supplémentaire de quartz sert à ajuster l’indice de réfraction.
- Les absorbeurs par pulvérisation cathodique (sputtering) : dans une enceinte remplie d’argon, un arc électrique est établi entre une anode et le matériau de revêtement utilisé comme cathode. Les ions d’argon accélérés érodent la cathode qui est pulvérisée et se dépose sur les bandes de cuivre. Les absorbeurs fabriqués selon ce procédé sont sur le marché sous les marques « Sunselect » et « Sunstrip ».
- Les absorbeurs par procédé PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) : un premier revêtement a été appliqué par procédé PVD. Une seconde couche est appliquée par procédé CVD (Chemical Vapour Deposition). Un composé chimique volatil se dépose dans une enceinte chauffée en réaction avec l’absorbeur.
Capteur plan à absorbeur avec revêtement PVD
En conclusion
Un article un peu technique, certes, mais qui vous permettra de lire les notices techniques de vos panneaux solaires, en connaissance de cause.
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