Le soleil nous apporte énormémenet d’énergie, tant sous forme de chaleur que sous forme de lumière. L’être humain a appris à utiliser cette énergie solaire thermique et lumineuse tant pour lui-même que pour l’aider dans ses taches.

La lumière solaire est utilisée avec les panneaux solaires photovoltaiques, tant pour les toits que sur des chargeurs solaires.

La chaleur solaire est, elle, collectée par les panneaux solaires thermiques.

Les deux venant du soleil, ce sont des énergies renouvelables.

Definition

Les technologies solaires thermiques capturent l’énergie thermique du soleil et l’utilisent pour le chauffage et / ou la production d’électricité . C’est différent des panneaux solaires photovoltaïques, qui convertissent directement le rayonnement solaire en électricité.

Différent types

Comme pour les différents types de panneaux solaires photovoltaïques, il existe différents types de panneaux solaires

Classement par production

Il existe deux principaux types de systèmes thermiques solaires pour la production d’énergie: les systèmes actifs et les systèmes passifs.

Système actif

Les systèmes actifs nécessitent des pièces mobiles telles que des ventilateurs ou des pompes pour faire circuler des fluides caloporteurs.

Système passif

Les systèmes passifs ne comportent aucun composant mécanique et ne dépendent des caractéristiques de conception que pour capter la chaleur (par exemple, les serres).

Classement par température

Basse température

Les applications à basse température (<100 ° C) utilisent généralement l’énergie solaire pour la production d’eau chaude ou le chauffage de locaux. Les systèmes actifs consistent souvent en un collecteur à plaque plate monté sur le toit à travers lequel le liquide circule. Le capteur absorbe la chaleur du soleil et le liquide l’amène à la destination souhaitée, par exemple une piscine ou un système de chauffage domestique.

Les systèmes de chauffage passifs impliquent des pratiques de conception de bâtiments intelligentes, qui réduisent le besoin de systèmes de chauffage ou de climatisation en capturant ou en réfléchissant mieux l’énergie solaire.

Moyenne température

Les applications à température moyenne (100-250 ° C) ne sont pas courantes. Un exemple serait un four solaire qui utilise un réflecteur de forme spéciale pour concentrer les rayons du soleil sur une marmite de cuisson centrale. Des systèmes similaires pourraient être utilisés pour des processus industriels, mais ils ne sont pas largement utilisés.

Haute température

Les systèmes thermiques solaires à haute température (250 ° C>) utilisent des groupes de miroirs pour concentrer l’énergie solaire sur un collecteur central. Ces systèmes à énergie solaire concentrée (CSP) peuvent atteindre des températures suffisamment élevées pour produire de la vapeur, ce qui fait ensuite tourner une turbine et entraîne un générateur à produire de l’électricité.

Le contexte

Avantages du solaire thermique

Les systèmes thermiques solaires présentent plusieurs avantages. Le «carburant» qui les alimente est gratuit et renouvelable. Ces systèmes sont donc peu coûteux à exploiter et peuvent remplacer certaines utilisations de carburants classiques. Le solaire thermique est une source d’énergie sans émission.

Enfin, les systèmes solaires thermiques nécessitent relativement peu de maintenance car ils utilisent des technologies plus simples et des systèmes passifs sans pièces mobiles. Dans le cas du CSP, la capacité de la technologie à produire à grande échelle est un avantage pour les régions qui utilisent un système de distribution d’électricité centralisé.

Problèmes du solaire thermique

Bien qu’abondants, de nombreux aspects de la lumière solaire peuvent poser des problèmes d’utilisation des systèmes thermiques solaires. Comme le soleil n’est pas une source d’énergie très concentrée, il faut une grande surface pour produire une quantité d’énergie raisonnable, évoquant des problèmes d’utilisation des sols. Le soleil est aussi intermittente et sa disponibilité dépend de l’emplacement.

L’emplacement des installations CSP provoque des problèmes supplémentaires pour la technologie. Nombre d’entre elles sont généralement situées dans des zones isolées et désertiques et, étant donné que les turbines à vapeur produisent de l’électricité pour le CSP, l’accès à l’eau et l’évaporation rapide sont des préoccupations essentielles pour la viabilité de la technologie. De plus, la transmission de l’électricité sur de grandes distances est coûteuse et peut entraîner des pertes de distribution.

Enfin, des problèmes pratiques tels que les coûts d’investissement initiaux et la connaissance des technologies thermiques solaires peuvent également constituer des obstacles à la mise en œuvre dans certains pays.