Capteurs Solaires
Les capteurs thermiques et photovoltaïques sont des dispositifs utilisés pour capter l’énergie solaire, mais ils fonctionnent de manière différente et ont chacun leurs avantages et inconvénients.
Chauffe eau solaire
Energie Solaire
Sources d’énergies d’un système de chauffage
Le soleil n’envoie pas de facture !
Le soleil envoie quotidiennement 960 milliards de kilowatts/heure sur la surface de la terre. Une quantité avec laquelle on couvrirait théoriquement la demande mondiale d’énergie pour plus de 180 ans. Et cela gratuitement. Il n’est pas étonnant que l’utilisation de l’énergie solaire nous donne un énorme potentiel de possibilités.
La production d’eau chaude sanitaire peut représenter de 20% à 50% de la consommation énergétique d’une maison.
Cela en fait un des postes à gérer en priorité dans un projet de rénovation énergétique.
L’installation et l’usage de l’une des solutions VASSEUR SERVICES vous permet de réduire significativement votre facture pour la production d’eau chaude et de limiter l’impact sur l’environnement.
Miser sur l’énergie solaire thermique
L’énergie solaire est utilisée sous deux formes dans les foyers actuellement. D’une part, l’énergie solaire peut être utilisée pour produire de l’électricité par le biais de cellules photovoltaiques. D’autre part elle s’utilise par des systèmes solaires thermiques pour produire de l’eau chaude et l’appoint au chauffage.
Capteur thermique (ou solaire thermique)
Un capteur thermique capte l’énergie du soleil pour chauffer un fluide, comme de l’eau, qui peut être utilisé pour le chauffage ou la production d’eau chaude sanitaire.
Avantages:
- Efficacité énergétique : Les capteurs thermiques sont généralement très efficaces pour convertir l’énergie solaire en chaleur. Ils sont adaptés pour des applications comme le chauffage de l’eau.
- Coût d’exploitation faible : Une fois installés, les capteurs thermiques nécessitent peu d’entretien et ont des coûts de fonctionnement très bas.
- Écologique : Ils permettent de réduire la consommation de combustibles fossiles pour la production de chaleur, ce qui diminue les émissions de gaz à effet de serre.
- Rentabilité à long terme : Bien que l’investissement initial soit assez élevé, les économies d’énergie réalisées sur le long terme peuvent rendre l’investissement rentable.
Inconvénient:
- Production limitée selon les saisons : L’efficacité des capteurs thermiques est plus faible en hiver ou lors de journées nuageuses, car ils dépendent directement de la chaleur du soleil.
- Investissement initial élevé : Le coût d’installation d’un système solaire thermique peut être élevé, bien qu’il soit compensé par les économies d’énergie à long terme.
- Espace nécessaire : L’installation de capteurs thermiques peut nécessiter un espace relativement important, surtout pour les systèmes de production d’eau chaude sanitaire à grande échelle.
- Nécessité d’un stockage : Si l’énergie produite n’est pas utilisée immédiatement, elle doit être stockée, ce qui peut nécessiter l’ajout de réservoirs de stockage coûteux.
Explication du fonctionnement d’un capteur thermique :
- Capteur solaire thermique : Le capteur (généralement constitué de tubes ou de panneaux plats) capte l’énergie solaire.
- Fluide caloporteur : Ce fluide (souvent de l’eau ou un mélange d’eau et d’antigel) circule dans le capteur pour absorber la chaleur.
- Échangeur de chaleur : La chaleur captée par le fluide caloporteur est transférée à un autre fluide, généralement de l’eau, dans un échangeur de chaleur.
- Réservoir de stockage : L’eau chauffée par l’échangeur est stockée dans un réservoir isolé pour une utilisation ultérieure (chauffage ou eau chaude sanitaire).
- Circulation du fluide : La circulation du fluide caloporteur peut être forcée par une pompe (système de circulation active) ou être naturelle (système de circulation passive)
Capteur photovoltaïque (ou panneau solaire photovoltaïque)
Un capteur photovoltaïque convertit l’énergie solaire en électricité grâce à des cellules photovoltaïques, qui génèrent un courant continu lorsqu’elles sont exposées à la lumière du soleil.
Avantages:
- Production d’électricité : Contrairement aux capteurs thermiques, les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité, ce qui permet de l’utiliser directement pour alimenter des appareils électriques ou la revendre.
- Réduction de la facture d’électricité : Si les panneaux sont connectés au réseau, l’énergie produite peut être utilisée pour réduire les coûts d’électricité domestique, voire générer des revenus grâce à la revente.
- Polyvalence d’installation : Ils peuvent être installés sur des toitures, des murs, voire des infrastructures mobiles, offrant ainsi une grande flexibilité.
- Écologique : Comme les capteurs thermiques, les panneaux photovoltaïques n’émettent pas de gaz à effet de serre et contribuent à la transition énergétique.
- Faible entretien : Les panneaux photovoltaïques demandent peu d’entretien et sont généralement durables, avec une longue durée de vie (souvent plus de 25 ans).
Inconvénient:
- Dépendance au soleil : L’efficacité des panneaux photovoltaïques dépend de l’ensoleillement, et leur production est fortement réduite la nuit ou lors de journées nuageuses.
- Coût initial élevé : Comme les capteurs thermiques, l’investissement initial peut être conséquent, bien que des subventions ou des crédits d’impôt puissent aider à réduire ce coût.
- Espace requis : Les panneaux solaires ont besoin d’une surface importante pour produire suffisamment d’énergie, ce qui peut être un problème dans les zones urbaines à espace limité.
- Efficacité variable : L’efficacité de conversion de l’énergie solaire en électricité reste limitée (environ 15-20 % pour les panneaux commerciaux), ce qui signifie qu’une grande surface est nécessaire pour des productions significatives.
- Impact environnemental à la fabrication : Bien que l’utilisation des panneaux soit propre, leur fabrication nécessite des matériaux rares et peut générer une certaine pollution.
Explication du fonctionnement d’un capteur photovoltaïque :
- Rayonnement solaire ☀️ :
Le soleil émet des photons (particules de lumière) qui frappent la surface du panneau photovoltaïque.
- Absorption des photons :
Les cellules photovoltaïques (souvent en silicium) absorbent ces photons.
Cette absorption libère des électrons dans le matériau semi-conducteur.
- Création d’un courant électrique ⚡ :
Sous l’effet du champ électrique intégré dans la cellule (jonction P-N), les électrons libérés sont mis en mouvement.
Ce mouvement crée un courant continu.
- Récupération de l’électricité :
Ce courant est collecté par des contacts métalliques à la surface de la cellule.
- Conversion du courant (si nécessaire) :
Un onduleur convertit le courant continu (DC) en courant alternatif (AC) utilisable par le réseau ou les appareils domestiques.
Conclusion :
- Capteur thermique : Idéal pour des applications spécifiques comme le chauffage de l’eau ou des bâtiments, surtout dans les régions où l’ensoleillement est constant. Moins coûteux à long terme en termes d’entretien, mais plus limité dans son utilisation.
- Capteur photovoltaïque : Plus versatile, produisant de l’électricité que l’on peut utiliser pour divers besoins. Cependant, l’investissement initial est plus élevé et leur efficacité dépend beaucoup des conditions d’ensoleillement.
Le choix entre un capteur thermique et un panneau photovoltaïque dépend des besoins spécifiques, de l’espace disponible, du budget, et des objectifs énergétiques de l’utilisateur.