L’énergie solaire thermique se distingue de l’énergie solaire photovoltaïque (transformation du rayonnement du soleil en énergie électrique), car elle est obtenue par la transformation du rayonnement solaire en énergie thermique (énergie calorifique).
Il y a 3 types de systèmes permettant de profiter de l’énergie solaire thermique :
Deux systèmes à basses températures:
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La technologie solaire active:
Désigne les systèmes à basse et moyenne température. Des capteurs solaires thermiques (à air ou à fluides) sont installés en toitures, ils recueillent l’énergie du soleil et la transmettent au fluide caloporteur ou au réseau aéraulique. La chaleur est ensuite utilisée afin de produire de l’eau chaude sanitaire ou du chauffage grâce à des échangeurs.
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La technologie solaire passive (basse température):
Ce système ne requiert pas de capteur solaire et repose sur une conception bioclimatique exploitant au mieux le rayonnement solaire reçu par une construction.
Un système à hautes températures:
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La technologie solaire concentrée ou thermodynamique:
Ce procédé fournit de la chaleur haute température (jusqu’à 1000°C) par concentration du rayonnement solaire. Cette chaleur est utilisée ensuite pour actionner des turbines afin de produire de l’électricité.
La technologie solaire thermique active:
Le chauffe-eau solaire
Son principe de fonctionnement est simple. L’énergie du rayonnement solaire est absorbée par des capteurs fonctionnant selon le principe de l’effet de serre. La chaleur accumulée dans ces capteurs est ensuite transportée dans un circuit primaire contenant un mélange caloporteur d’eau et d’antigel. Grâce à un échangeur thermique, ce liquide transmet son énergie thermique à de l’eau sanitaire contenue dans le réservoir du circuit secondaire.
Le plancher solaire direct (PSD)
Le plancher solaire utilise la même technique que le chauffe-eau, mais le fluide chauffé est directement envoyé dans un réseau de tubes logés dans le sol. Le chauffage est régulier le long de la journée même avec un rayonnement solaire variable, car l’inertie thermique de la dalle en béton joue le rôle de lissage des courbes de température. A la mi-saison, une partie va dans la dalle béton et le reste dans l’eau chaude. En été, toute l’énergie solaire sert à produire de l’eau chaude sanitaire.
Les différents capteurs solaires:
- Les capteurs plans non vitrés avec réseau de tubes où circule le fluide caloporteur, sont utilisés pour le chauffage de l’eau des piscines en été.
- Les capteurs plans vitrés avec fluide caloporteur.
- Les capteurs à doubles tubes sous vide avec fluide caloporteur (rendements plus élevés).
Comparaison capteur solaire Tube 2nd Generation vs Plan
Avantages du solaire thermique
L’énergie solaire est renouvelable, disponible gratuitement et en grande quantité. De plus, et contrairement à sa variante thermodynamique, l’énergie thermique classique peut être utilisée dans les régions où l’ensoleillement est moyen.
En phase de production, l’énergie thermique n’a pas d’impact néfaste sur l’environnement. Il n’y a pas de rejets de polluants ou de déchets.
Les technologies du solaire thermique sont simples et relativement peu coûteuses. Ce sont des technologies éprouvées, déjà disponibles sur le marché.