Zoom sur les technologies de l’énergie solaire thermique

Dernière mise à jour: 02.12.21

 

La mondialisation a donné naissance à de nombreux instruments incontournables au quotidien. Pour faciliter la production de l’électricité dans un foyer, des fabricants ont confectionné ce que l’on appelle des technologies de l’énergie solaire thermique. De quoi s’agit-il réellement ?  

 

Les technologies de l’énergie solaire thermique : historique

L’histoire de l’énergie solaire thermique a commencé dans les années 1780. Elle a été mise en avant grâce à un géologue suisse HB. Il a révélé les avantages de mettre un vitrage pour couvrir en quelque sorte un caisson isolé. Ce n’est qu’en 1878 que l’ingénieur d’origine française dénommé Augustin Mouchot a exposé l’effet de la combinaison d’une machine à vapeur à un réflecteur. Cette association a permis de porter l’eau à l’ébullition. 100 ans plus tard, soit en 1970, le solaire thermique a pris de l’envergure.

Un développement qui s’est rapidement ralenti à cause de la hausse de prix des énergies fossiles de 1990 à 2000. Actuellement, comme on peut voir sur le marché, un grand panel de petites unités de solaire thermique a connu de nettes évolutions. Dans un avenir proche, les experts chercheront à utiliser les technologies solaires thermiques pour fournir de l’électricité à tous les foyers. 

Les différentes catégories des technologies de l’énergie solaire

Le solaire thermique, comme son nom le décrit, utilise le rayon UV pour chauffer une habitation. Il se divise en plusieurs catégories : 

 – La thermodynamique ou la technologie solaire concentrée

Cette technique sur le chauffage solaire thermique est connue par sa capacité d’exploiter un rayonnement solaire pour faire fonctionner les turbines à gaz ou bien à chaleur. Étant donné que la quantité du rayonnement est élevée, il peut donc garantir de vous procurer une chaleur jusqu’à 1000°C. Ce procédé est le meilleur allié pour fournir de l’électricité. 

 – La technologie solaire active

Elle se sert principalement d’un capteur thermique pour apporter un peu de chaleur dans votre habitation. Le dispositif utilisé précédemment doit être placé sur le toit pour favoriser l’augmentation de la température du fluide caloporteur solaire. Grâce à cette approche, vous bénéficierez non seulement d’une eau chaude sanitaire, mais vous profiterez d’un confort accru dans votre habitation surtout en hiver. Pour les amateurs de balade ou de voyage, vous pouvez vous procurer un panneau solaire de camping-car. Il suffit de choisir le bon modèle, et le tour est joué !

 – La technologie solaire dite passive

Elle permet notamment de limiter les consommations d’énergie d’une habitation. Comment ? Contrairement à la précédente, celle-ci n’exige pas l’usage des éléments actifs. Pour en bénéficier, il faut utiliser des composants spécifiques lors de la construction du bâtiment. Ce faisant, il faut passer par une analyse détaillée des sites puis privilégier l’utilisation de baies vitrées, les isolations, le type de vitrage, la masse thermique et les ombres. Le principe est simple. Recueillir et emmagasiner avant de répartir convenablement l’énergie dans toute l’habitation. Cette dernière se transforme en chaleur en hiver et vous ramène de la fraîcheur en été. 

 

Gros plan sur leurs fonctionnements

Le fluide caloporteur fonctionne avec de l’eau ou de l’air selon les panneaux solaires thermiques choisis. Mais comment les exploiter ? 

 – Le chauffe-eau solaire ou thermodynamique

Ce type de dispositif, comme son nom le suggère, favorise la production d’eau chaude solaire. Il utilise des capteurs conçus spécialement pour pomper les calories du rayonnement solaire. Ces dernières réchauffent ensuite le fluide caloporteur pour que celui-ci puisse à son tour transporter la chaleur dans le ballon d’eau chaude. Quand le liquide contenu dans le fluide refroidi ou lorsque l’appareil est vide, il réitère l’opération pour fournir à nouveau de l’eau chaude à son utilisateur.

 – Le rafraîchissement solaire

Pour favoriser votre confort pendant les saisons d’été, la technique est plus aisée. La raison ? On emploie dans un premier temps des capteurs solaires qui serviront à vous fournir de la chaleur. Celle-ci sera ensuite reconduite dans un appareil à absorption. Elle sert à séparer le bromure de lithium et la solution d’eau toujours grâce à un système d’ébullition. Pour obtenir le froid, les deux éléments susmentionnés seront combinés à nouveau juste après le refroidissement. Il ne reste plus qu’à répartir le froid dans l’habitation, et le tour est joué !

 – Le plancher chauffant solaire

Le froid n’est pas toujours un meilleur allié en hiver. Cette raison explique pourquoi des fabricants ont misé sur la construction de plancher solaire. Celui-ci est équipé d’un tuyau thermique placé entre une dalle en béton et un revêtement de sol pour limiter au mieux la consommation de l’énergie. Il fonctionne grâce à un panneau solaire qui sert à réchauffer le liquide caloporteur qui, quant à lui, est placé directement dans le circuit de chauffage. 

 – Domaine d’utilisation de la technologie solaire thermique passive

Comme indiqué précédemment, cette technologie réduit considérablement vos besoins en termes de chauffage. Pour une efficacité optimale, le bâtiment doit remplir certaines conditions. Il faut tenir compte de son emplacement environnemental en prenant en considération l’ensoleillement, par exemple. De cette manière, la chaleur dans une habitation sera plus homogène. 

 – Pourquoi opter pour un mur Trombe ?

Le mur Trombe reproduit le fonctionnement d’un effet de serre. Pour simplifier la répartition et le stockage de la chaleur dans une habitation, il doit être sombre, mat et bien évidemment recouvert de vitrage. Il faut cependant que ce dernier réponde aux exigences environnementales. Pour optimiser la conservation de la chaleur, les doubles vitrages combinés avec les volets roulants feront parfaitement l’affaire. Cette énergie solaire thermique renferme un mur lourd tout en évitant les pierres et les bétons. Le mur Trombe utilise le thermosiphon. Il capte la chaleur grâce aux ouvertures des parois.  

À part le système à eau, il existe également la technologie de chauffe-air solaire. 

 – Les capteurs vitrés

Ce capteur solaire à air, comme son nom le suggère, utilise une combinaison d’eau et d’antigel en guise de fluide caloporteur. Il est donc installé derrière une vitre pour une efficacité optimale.

 – Les capteurs non vitrés

Ils sont conçus spécialement pour chauffer l’eau de la piscine. Pour fonctionner, ils se servent d’un réseau de tubes plastiques. Ce dernier facilite également le transport du fluide caloporteur. 

 – Les capteurs à tubes sous vide

Ils utilisent presque les mêmes principes avec les modèles précédents. Cependant, cette fois-ci, ils mettent en avant un double tube sous vide sans les molécules d’air, bien évidemment.

 

Pourquoi opter pour les technologies de l’énergie solaire thermique ?

Comme indiqué précédemment, l’énergie solaire thermique utilise le flux solaire pour distribuer de l’eau chaude ou de l’air ambiant dans une habitation. Avant de vous lancer dans cette aventure, vous devez connaître les avantages et inconvénients de l’énergie solaire. Premièrement, sachez qu’elle peut être employée régulièrement étant donné qu’elle est disponible en grande quantité. De même, elle convient parfaitement aux endroits d’ensoleillement moyen. Ensuite, les technologies mises en avant sont plutôt abordables.

Vous avez le choix entre un système direct et indirect selon vos préférences. L’énergie solaire thermique vous séduira également puisqu’elle a été conçue justement pour réduire les impacts environnementaux. La preuve ? Elle n’expulse pas des déchets dans l’écosystème. Elle a, par ailleurs, la capacité d’emmagasiner la chaleur de manière temporaire pour ne l’employer que dans la nuit. Polyvalents, les dispositifs thermiques conviennent à toutes les habitations. 

L’énergie solaire présente néanmoins quelques limites. La raison ? Son efficacité et donc le rendement panneau solaire thermique dépendent en partie des conditions climatiques et des saisons. Pour y remédier, il serait toujours préférable d’investir dans un chauffage d’appoint. Si vous choisissez les technologies thermiques à basse température, sachez qu’elles ne fournissent pas d’électricité, mais favorisent par contre votre confort en termes de chauffage. 

Le coût de l’installation de ces dispositifs

Le taux d’utilisation de centrale solaire thermique augmente considérablement ces dernières années. Si la Chine était le seul pays qui s’y intéressait en 2012, l’Europe a, quant à lui, développé petit à petit le marché poursuivi de l’Amérique du Nord. Sachez que l’Allemagne se trouve en première position du marché européen dans le domaine du solaire photovoltaïque et thermique. Pour preuve, plus de 44,8 millions de m² d’installation ont été réalisés au sein de l’Union européenne en 2013. À noter cependant que le tarif de pose proposé par les professionnels varie en fonction du volume et de la superficie d’une habitation. Généralement, le coût peut aller jusqu’à 5800 euros. Bien évidemment, ce prix peut diminuer si vous êtes éligible aux aides financières de l’État.

Malgré que l’Europe continue son avancée, la consommation moyenne dans le pays reste minime actuellement. Elle se limite à 240 kWh/m² et par an. Ce chiffre inclut la ventilation, le chauffage, l’eau chaude ainsi que la climatisation. Cherchant davantage à pousser les utilisateurs à se consacrer aux énergies renouvelables, l’État exige une consommation de 50 kWh/m²/an pour chaque habitation. 

En bref, les technologies solaires thermiques peuvent couvrir 50% de votre chauffage et 70% d’eau chaude sanitaire. Quoi de mieux pour participer au respect de l’environnement ? En plus d’un comportement éco-responsable, vous pourriez bénéficier d’une subvention gouvernementale sous toutes les formes. Il suffit de compléter les conditions exigées, et le tour est joué !  

 

 

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