FONCTIONNEMENT TECHNOLOGIE SOLAIRE

RAYONNEMENT SOLAIRE ET ÉNERGIE SOLAIRE

En Belgique, le soleil fournit annuellement une puissance moyenne d’environ 1 000 kWh par m², ce qui correspond à la valeur énergétique d’environ 100 litres de mazout ou 100 mètres cubes de gaz naturel. Il est aussi important de connaître la quantité totale d’énergie solaire disponible, car celle-ci varie en fonction de la localisation. Ainsi, le rayonnement solaire annuel total à Ostende, Uccle et Saint-Hubert est respectivement de 1 051, 959 et 966 kWh/m².

Il existe différentes manières d’utiliser l’énergie solaire, notamment via des systèmes thermiques ou photovoltaïques

SYSTÈMES THERMIQUES

Une manière réside dans une installation thermique avec des capteurs solaires thermiques. Un capteur solaire est un appareil qui convertit la lumière solaire en chaleur (cf. infra pour la conversion de la lumière solaire en électricité). Cette chaleur thermique peut ensuite être utilisée pour chauffer les pièces ou l’eau sanitaire, mais aussi pour soutenir le système de chauffage. La chaleur est transportée vers un accumulateur au moyen d’un liquide qui circule dans le capteur. L’accumulateur est nécessaire parce que la demande d’eau chaude et son offre ne sont naturellement pas toujours équivalentes. La chaleur de l’eau du capteur est transférée dans l’accumulateur vers le circuit d’eau. Étant donné que l’eau n’a pas toujours une température suffisamment élevée (p. ex. en hiver et durant l’intersaison), un réchauffeur (à gaz ou à l’électricité) est aussi nécessaire pour amener l’eau à la température souhaitée.

COLLECTEURS SOLAIRES PLATS

Un capteur plat consiste en un caisson peu profond (+/-9 cm), dans lequel les différents éléments sont installés en couches successives : une plaque de protection en verre transparent, un absorbeur et du matériau d’isolation. L’absorbeur se compose de tubes en cuivre dans lesquels circule un liquide, de l’eau normalement, mélangée ou non avec des additifs. Lorsque le soleil luit sur la plaque, l’air dans le caisson est chauffé et cet air chaud augmente la température de l’absorbeur qui transmet à son tour la chaleur à l’eau. Derrière l’absorbeur, le matériau d’isolation veille à limiter les pertes de chaleur. Ce matériau résiste à une température jusqu’à 200 °C. À l’avant de l’absorbeur, le vent pourrait provoquer des pertes de chaleur, mais étant donné qu’il est recouvert d’une plaque en verre, ce phénomène est évité.

CAPTEURS SOLAIRES SOUS VIDE

Un tube sous vide isole encore mieux que des matériaux tels que la laine de verre. Les capteurs solaires sous vide ont de ce fait moins de pertes de rayonnement que les capteurs plats, surtout à hautes températures. Le placement moins critique est un autre avantage des tubes sous vide. Pour la même surface, les systèmes sous vide sont généralement un peu plus chers, mais le rendement est supérieur. Il existe différents types de capteurs sous vide.

AVANTAGES DES CAPTEURS SOLAIRES À TUBES SOUS VIDE

Les capteurs solaires à tubes sous vide chauffent bien plus rapidement et offrent un rendement bien supérieur en cas de grands écarts de température avec l’air extérieur que les capteurs solaires plats. Donc, même lorsqu’il gèle, une chaleur suffisante est absorbée lorsque le soleil luit un peu. En outre, ces capteurs solaires fonctionnent aussi correctement avec une lumière diffuse, autrement dit lorsque le soleil traverse les nuages. Le principal avantage de ces capteurs est l’utilisation du vide, ce qui les rend moins dépendants de la température extérieure.