Le fonctionnement des centrales solaires thermiques reposent sur la technique suivante : Des miroirs captent le rayonnement solaire en un point de façon à générer des températures très élevées (de 400 à 1 000 °C). La chaleur obtenue transforme de l'eau en vapeur d'eau dans une chaudière.
Un panneau solaire thermique est une surface qui capte les rayons du soleil pour réchauffer un fluide caloporteur placé sous les panneaux. Ce fluide chaud rejoint ensuite le ballon de stockage dans lequel il réchauffe l'eau chaude sanitaire utilisée dans vos robinets, lavabos, douches, etc…
Les avantages de la centrale solaire
Le type de ressource énergétique utilisé est de loin le plus gros avantage de ces installations. En plus d'être renouvelable, cette source d'énergie n'émet aucun effet de serre, responsable du réchauffement climatique. Elle est donc propre, autrement dit c'est une énergie verte.
Il en existe principalement trois types : les centrales solaires photovoltaïques, les centrales solaires thermiques et les centrales solaires thermodynamiques. L'énergie produite par les centrales solaires peut être utilisée sur place ou réinjectée dans le réseau de distribution d'électricité.
Le rendement maximal des centrales à tour à cycle de Rankine est de l'ordre de 22% pour un rendement annuel net d'environ 16%. L'empreinte au sol sans stockage est de 4 ha/MWe.
R-VOLT, la référence sur les économies d'énergie et le confort thermique. R-VOLT de Systovi, c'est le panneau solaire le plus performant au monde : 900 W dans un panneau aérovoltaïque de 1,5 m² !
Comment fonctionne l'énergie solaire thermique en hiver ? Les installations solaires thermiques captent la lumière du soleil pour la transformer en énergie thermique. Celle-ci est ensuite transférée à l'eau de chauffage ou à l'eau chaude sanitaire, qui est stockée dans un réservoir.
L'énergie photovoltaïque transforme directement le rayonnement du soleil en électricité. Le solaire thermique capte sa chaleur. Des technologies diverses permettent d'utiliser cette énergie, aussi bien au niveau local que dans de grandes installations industrielles.
Les panneaux photovoltaïques représentent les modèles les plus couramment utilisés pour la production d'énergie solaire. Ce dispositif est surtout constitué d'un cadre en aluminium et des cellules en silicium. II utilise un effet photoélectrique pour convertir la lumière du soleil en énergie électrique.
Production intermittente, liée à la présence du soleil (absent la nuit). Production plus faible l'hiver, alors que la consommation est plus forte. Electricité encore chère, nécessitant des aides publiques jusqu'à ce qu'elle devienne une énergie « concurrentielle ».
Inconvénients des panneaux solaires thermiques en 2020
Ils ne peuvent pas fournir toute l'énergie nécessaire pour vos besoins en eau. Ils sont sensibles à la grêle et au gel. Les versions à tubes sont plus performantes, mais aussi plus chères. Ils ne produisent pas d'électricité.
Une durée de vie moyenne de 30 ans
Au cours des 10 années suivantes, ces panneaux fournissent 90 % de cette puissance. Entre la 21ème et la 30ème année, ils peuvent fournir les quatre cinquièmes de la puissance d'origine.
Panneau solaire qui baisse en rendement
C'est la panne la plus fréquente liée aux panneaux solaires. Si vous constatez que votre production d'électricité a diminué mais que l'onduleur fonctionne correctement, le problème de vos panneaux solaires peut alors provenir : D'un simple souci d'ombrage.
Quelle surface de panneaux solaires thermiques prévoir ? Prévoyez un panneau solaire thermique de 2 à 5 m² pour alimenter un chauffe-eau solaire d'un foyer de 4 personnes, et de 10 à 20m² pour alimenter un système solaire combiné.
Un panneau solaire thermique est composé de capteurs de rayons solaires disposés sur une plaque fixée au toit de l'habitation. La chaleur captée est injectée dans le réseau d'eau de chauffage ou sanitaire par le biais d'un échangeur thermique.
La construction du panneau thermique
La méthode la plus simple et qui a fait ses preuves est de se servir d'un radiateur en fonte en guise de panneau. Vous pouvez aussi construire votre propre panneau grâce à des tuyaux en cuivre que vous souderez ensemble pour y faire passer l'eau et le fluide caloporteur.
Par exemple, si vous avez une batterie de 12V de 100 AH, vous avez 12 V * 100 AH = 1200 Watt Heure de réserve. Pour une batterie de 24 V de 100 Ah, c'est 2400 Watts Heure, soit le double. Donc on peut stocker plus d'énergie dans une batterie à voltage élevé et de capacité égale.
Un usage méconnu : la réutilisation indirecte de la chaleur solaire thermique. La chaleur produite par le Soleil peut aussi être utilisée de manière indirecte. Pour cette solution, il faudra fabriquer un panneau solaire thermique disposant d'un distillateur solaire ou d'un système thermodynamique.
En France, pour un logement classique on considère qu'un chauffe-eau solaire permet de couvrir environ 70% de ses besoins en énergie avec le soleil. Les 30% restant peuvent être apportés soit par une résistance électrique, soit par un chauffe-eau au gaz, ou encore par une chaudière servant au chauffage de l'habitation.
Les panneaux ne produisent de l'électricité qu'en captant les rayons du soleil. La nuit, votre installation de panneaux photovoltaïques ne produit donc pas d'électricité, vous consommez celle du réseau électrique local que vos panneaux ont contribué à produire la journée.
Si vous souhaitez installer un chauffage solaire dans une maison déjà construite et que vous ne comptez pas refaire les planchers, il est possible de conduire le fluide en direction d'un ballon d'eau chaude. L'eau présente dans le ballon est chauffée par le fluide caloporteur via un échangeur.
Concrètement, une installation photovoltaïque : Réduit vos le montant de vos factures jusqu'à 50 % ; Ou génère jusqu'à 1 800 € de revenu par an grâce à la vente de votre production ; Et est rentable en 8 à 12 ans où que vous soyez en France.
Les panneaux photovoltaïques occupent de plus en plus de toits. Il s'agit d'un système performant permettant de produire proprement de l'électricité chez soi.
La chaleur communiquée à l'eau, dans un chauffe-eau solaire, varie entre 35 °C et 45 °C. Par conséquent, il peut fonctionner avec tous les types de chauffage.
Dimensionnement des panneaux :
La surface des panneaux est fonction principalement de la dimension du ballon : de 2m² pour un ballon de 200 litres dans le sud-est de la France à 7m² pour un 500 litres dans le Nord. Il faut 1 à 2 m² de panneaux pour 100l dans les chauffe-eau individuels.