Le solaire thermique 2018-03-04T19:36:34+00:00

Le solaire thermique actif

Principale source d’énergie renouvelable, le soleil nous permet d’utiliser ses rayons pour nous alimenter en chaleur ou en électricité.

Les capteurs solaires

Un capteur solaire est un moyen à notre disposition pour tirer parti de l’énergie solaire. Il est composé des éléments suivants:
le corps opaque qui absorbe le rayonnement solaire en s’échauffant, un système de refroidissement par le fluide caloporteur, un isolant thermique (dos et côtés non exposés), une couverture transparente (face avant, exposée au rayonnement) qui assure l’effet de serre,
subsidiairement un coffrage étanche à l’eau et un système de support mécanique de l’ensemble.
Les principaux types de capteurs solaires thermiques sont les capteurs plans et les capteurs à concentration.

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Le système de refroidissement par fluide caloporteur

Quel que soit le système, le contact entre les tuyaux véhiculant le fluide et la plaque absorbante doit être très intime: soit par emboutissage, soit par soudure. De même, l’espacement entre les tuyaux devra être rigoureusement calculé en fonction du diamètre du tuyau, de l’épaisseur de la plaque et des matériaux employés (des formules de calcul existent à ce sujet dans les ouvrages spécialisés). Les tuyaux de circulation du fluide en contact avec l’absorbeur seront de préférence placés en parallèle plutôt qu’en serpentin

Une performance optimisée grâce à l’isolation

Le capteur devant recevoir le rayonnement solaire, il est nécessairement en contact avec le milieu extérieur dont les conditions de température et de climat risquent de perturber considérablement son bon fonctionnement.

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Les transferts d’énergie

L’énergie captée par le collecteur solaire est transformée en chaleur cédée au fluide caloporteur et transférée vers un réservoir de stockage d’énergie. Ce transfert se fait soit par circulation naturelle, soit par circulation forcée

Le stockage de l’énergie

Le stockage de l’énergie est une exigence fondamentale de pratiquement tout système solaire actif. Ce stockage peut se faire sous forme thermique ou chimique

Les systèmes de stockage sont classifiés comme suit:

1, – systèmes de stockage thermique

stockage sous la forme de chaleur sensible;

stockage basé sur la chaleur latente d’un changement de phase du matériau de stockage;

2, – systèmes de stockage chimique.

On peut concevoir les systèmes de stockage à court terme ou à long terme, qui se différencient essentiellement par la taille du système de stockage. Le stockage à long terme (par exemple, le stockage inter-saisonnier) est rarement rentable.
Dans le cas du stockage sous forme de chaleur sensible, une matière (le plus souvent de l’eau, des pierres ou une huile thermique) est portée à une température plus élevée chaque fois qu’il se produit un excédent de chaleur, et refroidie lorsque nécessaire. Dans ces systèmes, on a toujours besoin d’un réservoir et aussi le plus souvent d’une surface d’échange. Le prix de revient de ces éléments est généralement le facteur qui limite son application économique.
Le stockage de chaleur à base de chaleur latente peut se faire à l’aide d’une matière qui passe d’une phase à une autre (par exemple solide liquide) et exige pour ce faire un grand apport de chaleur dans un sens, tandis que la transformation inverse libère une grande quantité de chaleur. Si on choisit avec soin la température de fusion de la matière utilisée, la capacité thermique d’un stock à changement de phase par unité de volume peut être sensiblement plus élevée que dans les systèmes de stockage à eau ou à lit de pierres.
Par stockage chimique, on entend les systèmes où un élément est décomposé sous l’effet d’un apport de chaleur, après quoi les produits de la réaction sont séparés puis stockés ce qui en principe ne pose aucune imite dans le temps. Pour rendre l’énergie à nouveau disponible, il suffit de faire réagir les produits de la décomposition pour reconstituer les éléments »originaux suivant une réaction exothermique.
Ces systèmes en sont encore actuellement au stade de la recherche.

LES PRINCIPALES APPLICATIONS DU SOLAIRE THERMIQUE ?

PERSPECTIVES ET DÉVELOPPEMENT 

L’évolution générale des technologies va dans le sens de la simplification

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Éléments de physique – Énergie photovoltaïque