Quand on parle d'énergie solaire, le plus courant est que l'on pense directement aux panneaux solaires photovoltaïques, qui produisent de l'électricité. Il existe cependant un autre type d’énergie solaire, moins connu mais tout aussi important : solaire thermique, une option efficace et propre qui est principalement utilisée pour chauffer de l’eau et générer de la chaleur.
L'énergie solaire thermique joue un rôle fondamental tant dans le secteur résidentiel que industriel, permettant une plus grande efficacité énergétique et une diminution de l'utilisation de combustibles fossiles. Dans cet article, nous expliquons tout sur ce type d'énergie: son fonctionnement, ses caractéristiques, ses composants et ses avantages.
Qu'est-ce que l'énergie solaire thermique?
L'énergie solaire thermique est une l'énergie renouvelable qui utilise le rayonnement solaire pour produire de la chaleur. Contrairement à l’énergie solaire photovoltaïque, qui convertit la lumière du soleil en électricité, l’énergie solaire thermique chauffe un fluide en captant le rayonnement solaire. Ce fluide peut chauffer de l’eau, générer du chauffage ou encore du refroidissement dans certains systèmes.
Ce type d’énergie est particulièrement utile dans les zones à fort rayonnement solaire, où il peut être utilisé à des fins domestiques et industrielles. Par exemple, on estime que plus de 20% de la consommation d'énergie dans les hôtels, les hôpitaux et les maisons est liée à l'utilisation de l'eau chaude, ce qui démontre son importance.
Composants d'une installation thermique
Pour que l’énergie solaire thermique fonctionne correctement, il est nécessaire de disposer d’une installation conçue pour capter, stocker et distribuer la chaleur. Ci-dessous, nous mettons en évidence les principaux composants d’une installation d’énergie solaire thermique.
Attrape
Le capteur ou panneau solaire thermique est responsable de absorber le rayonnement solaire et transférer de la chaleur au fluide qui circule à l'intérieur. Il existe plusieurs types de collecteurs selon leur efficacité et leur technologie :
- Collecteurs plats : Ils sont les plus courants et sont utilisés pour les applications d’eau chaude et de chauffage dans les maisons.
- Collecteurs à tubes sous vide : Ils sont plus efficaces, notamment dans les zones froides, grâce à leur isolation améliorée.
Circuit hydraulique
Le circuit hydraulique est constitué de canalisations qui transportent le fluide chaud du collecteur vers l'accumulateur, puis vers le panneau une fois refroidi. Il fonctionne en circuit fermé, garantissant qu'il n'y a aucune perte de chaleur.
Échangeur de chaleur
Ce dispositif permet de transférer la chaleur du fluide caloporteur vers l'eau utilisée dans l'habitation ou l'installation. Les échangeurs peuvent être internes (serpentins) ou externes, comme les échangeurs à plaques.
Accumulateur
Étant donné que la quantité d'énergie solaire varie tout au long de la journée, un accumulateur pour stocker l'eau chaude jusqu'à ce que vous en ayez besoin. Ce réservoir est conçu pour minimiser les pertes de chaleur et garder l’eau chaude pendant plusieurs heures.
Pompes de circulation
Pour garantir que le fluide circule correctement dans le système, pompes de circulation. Ceux-ci s’affranchissent des résistances du circuit et permettent le débit constant du fluide caloporteur.
Pouvoir auxilliaire
Les jours de faible rayonnement solaire, les installations solaires thermiques disposent généralement d'un système d'énergie auxiliaire, tel qu'une chaudière, qui peut générer de la chaleur dans les situations où le rayonnement solaire n'est pas suffisant.
Articles nécessaires pour la sécurité
Les installations d'énergie solaire thermique doivent disposer d'une série d'éléments de sécurité pour éviter les problèmes liés à la surchauffe ou à la pression du système.
Vases d'expansion
Le volume du fluide augmente lorsqu'il est chauffé, il est donc nécessaire d'avoir un vase d'expansion qui absorbe cette augmentation et évite d'endommager les canalisations. Les vases d'expansion peuvent être ouverts ou fermés, cette dernière étant la plus courante dans les installations modernes.
Vannes de sécurité
Les soupapes de sécurité sont chargées de contrôler le pression du système et libérer le fluide s'il dépasse les limites de sécurité établies.
Glycol
Le fluide utilisé dans la plupart des installations d'énergie solaire thermique est un mélange d'eau et glycol. Cet additif permet au fluide de résister à des températures négatives sans geler, ce qui est essentiel dans les climats froids.
Dissipateurs de chaleur
Si le liquide chauffe excessivement, le dissipateurs de chaleur Ils sont chargés de libérer une partie de la température, empêchant ainsi l’installation d’atteindre des niveaux de chaleur dangereux.
Pièges
Les drains permettent éliminer l'air qui s'accumule à l'intérieur du système, garantissant un fonctionnement optimal du circuit hydraulique.
Contrôle automatique
Les systèmes d'énergie solaire thermique les plus avancés ont un contrôle automatique qui surveille les différents éléments du système, tels que les températures du collecteur, de l'accumulateur ou des pompes de circulation. De plus, il peut activer des systèmes d’alimentation auxiliaire ou de dissipation selon les besoins.
Grâce à l’énergie solaire thermique, nous pouvons produire de l’eau chaude et du chauffage de manière plus durable. Cette technologie continue de progresser, nous permettant de réduire de plus en plus notre dépendance aux combustibles fossiles et de minimiser notre impact environnemental.