Deux types de réservoirs (ou ballons) de stockage solaire sont couramment utilisés :
- Les réservoirs d'eau chaude sanitaire
- Les réservoirs d'eau morte ou réservoirs ‘tampons'
Le réservoir d'eau sanitaire bi-énergie
Le réservoir d'eau chaude sanitaire est doté d'un échangeur solaire en bas de ballon et d'un échangeur d'appoint (et/ou d'une résistance électrique) en haut de ballon. Tout le volume d'eau sanitaire contenu dans le ballon peut-être chauffé par l'énergie solaire ; le complément de chaleur éventuel est fourni par l'appoint. Ces réservoirs sont généralement en acier émaillé ou inoxydable et isolés par une jaquette en mousse de polyuréthane ou en laine minérale d'une épaisseur de 8 à 15 cm. Dans une installation résidentielle, le ballon solaire fait habituellement office de réservoir unique de stockage de l'ECS.
La figure ci-dessous illustre quatre configurations typiques des réservoirs de stockage solaire d'eau sanitaire.
Configurations hydrauliques typiques des chauffe-eau solaires domestiques
- Mono-énergie (b ; d): le réservoir sert uniquement à accumuler l'énergie solaire
- Bi-énergie (a ; c): le réservoir accumule l'énergie solaire grâce à l'échangeur en bas de ballon ; l'appoint en chaleur s'effectue dans le haut du réservoir via un échangeur ou ne résistance électrique.
- Multi-énergie : le réservoir multi-énergie combine plus de deux sources de chaleur (ex : solaire + chaudière + résistance électrique...).
Le réservoir tampon
Le réservoir tampon contient un grand volume d'eau morte qui sert uniquement à emmagasiner l'énergie calorifique. Cette eau n'est jamais puisée ni renouvelée (circuit fermé). Ce type de réservoir d'une capacité généralement supérieure à 500 litres est souvent utilisé dans les systèmes solaires combinés et les systèmes destinés à produire l'eau chaude d'une collectivité.
Ballon d'eau morte
Ces réservoirs sont habituellement dotés d'un échangeur immergé de type instantané, rempli d'eau sanitaire et équipés d'un dispositif de stratification forcée permettant d'avoir rapidement de l'ECS à disposition lorsque la pompe solaire s'enclenche. A noter que cette technique supprime tout risque de prolifération de bactéries dans le stockage d'eau sanitaire.
Les figures ci-dessous illustrent deux configurations typiques des réservoirs tampon :
- Le schéma de gauche illustre le cas d'un réservoir tampon contenant un faible volume d'eau chaude sanitaire immergé dans un grand volume d'eau morte.
- Le schéma de droite illustre le cas d'un réservoir tampon d'un système solaire collectif accumulant exclusivement de la chaleur solaire. Cette configuration de stockage est typique des bâtiments où la qualité hygiénique de l'eau chaude sanitaire est primordiales (cliniques, hôpitaux, maisons de repos et de soins...).
