Le solaire thermique dans le monde

L’énergie solaire thermique représente 70 % des installations solaires dans le monde. (Photovoltaïque : 29% et thermique à concentration : 1 %)

Énergie solaire thermique, fonctionnement et utilisation

54 mots : un système solaire thermique ne produit pas directement de l’électricité. Il transforme le rayonnement du soleil en chaleur (énergie thermique ou calorifique). Cette chaleur pourra servir au chauffage domestique, mais elle peut aussi être utilisée pour produire d’autres formes d’énergie en faisant tourner des alternateurs par la pression de la vapeur d’eau par exemple.

Les plaques solaires constituées de surfaces de couleur foncée absorbent les rayons du soleil et se chauffent. La chaleur obtenue est ensuite transmise à fluide caloporteur. Ce dernier peut être un liquide ou un gaz et sert à transporter la chaleur.

Si le fluide est de l’eau, il pourra être utilisé dans des installations dites « directes ». Dans ce cas, il ira alimenter directement en eau chaude les robinets, la machine à laver, la douche etc…Le fluide peut aussi faire fonctionner des installations plus complexes comme les turbines et ainsi produire d’autres formes d’énergie.

Les composants des capteurs solaires

Les absorbeurs

Ce sont des plaques métalliques (en acier inoxydable, en aluminium ou en cuivre). Ils ont pour fonction de transformer la lumière du soleil en chaleur et sont reliés à des canaux dans lesquels circulent les fluides caloporteurs.

Les fluides caloporteurs

Les fluides caloporteurs reçoivent et transportent la chaleur venant des absorbeurs. Ils iront alimenter les installations domestiques ou seront utilisés pour créer d’autres formes d’énergie.

Le vitrage

Le vitrage provoque un effet de serre sur les plaques solaires, augmentant ainsi le rendement du système. De plus, il protège les capteurs contre la corrosion.

Les isolants thermiques

Ils réduisent les pertes inutiles de chaleur, donc contribuent aussi à un meilleur rendement. Ils sont faits en laine de roche ou de verre ou en mousse de polyuréthane. Certains fabriquant utilisent de l’air.

Les réflecteurs

Les réflecteurs dirigent les rayonnements du soleil pour qu’ils atteignent l’absorbeur. Selon la réflexion voulue, ils peuvent être plats, sphériques ou paraboliques. Ils sont souvent utilisés dans les tubes à collecteurs sous vide.

Collecteurs à tubes sous vide

Les collecteurs à tubes sous vide augmentent la performance des capteurs solaires. En effet, ils réduisent considérablement la déperdition thermique au niveau de l’absorbeur.

Énergie solaire

L’énergie solaire photovoltaïque

L’énergie solaire photovoltaïque est une énergie électrique produite à partir des rayonnements du soleil captés par des panneaux photovoltaïques. D’après l’avis d’Habitat EnR, les panneaux photovoltaïques contiennent des cellules appelées silicium qui ont la propriété de produire du courant électrique au contact de la lumière.

Le solaire thermique basse température

Ces installations produisent de la chaleur inférieure à 60°c. Elles ont souvent utilisé pour le chauffage des piscines, de l’eau chaude domestique (douche…) et le chauffage centrale de la maison. Quelques industries y ont aussi recours pour avoir de l’eau chaude mais seulement à moins de 65°c.

Le solaire thermique haute température

Par hautes températures, on entend généralement entre 400°c et 1000°c. Le but de ce type d’installation est de transformer l’énergie thermique obtenue en énergie électrique. La pression de la vapeur d’eau fera fonctionner des générateurs qui vont à leur tour produire de l’électricité.

Répondre aux enjeux économiques et environnementaux

Les réserves d’énergies restantes ne pourront plus suivre notre consommation énergétique. D’ici moins de 50 ans, une pénurie sera inévitable, sauf si nous nous tournons dès maintenant vers les énergies renouvelables.

Production d’électricité

Centrale solaire thermique

Pour ce type d’installation, les États Unis et l’Espagne détiennent 80 % de la puissance mondiale. Même s’ils suivent tout le même principe de fonctionnement, il existe trois sortes de centrale solaire thermique. Les centrales à collecteur cylindrique comportent des miroirs qui suivent la course du soleil en tournant autour d’un axe horizontal.

Il y a aussi les centrales à tour dont les miroirs sont faits pour renvoyer les rayons du soleil vers le haut d’une tour où se trouve une chaudière.

Et enfin, les centrales à collecteur parabolique concentrent le rayonnement solaire sur la focale de parabole où sont placées les mini centrales électrique.

Générateur solaire thermoélectrique

C’est le dispositif qui convertit directement l’énergie thermique en énergie électrique. Aujourd’hui, deux technologies sont utilisées : les cheminées solaires et les centrales de concentration de rayonnement solaire. Les cheminées solaires utilisent l’énergie cinétique d’un courant d’air. Ce courant est produit par la dilatation de l’air depuis la base.

Comme son nom l’indique, les centrales de concentration de rayon solaire concentrent le rayonnement pour obtenir de très hautes températures.