L'énergie solaire thermique pour les applications à basse température est une technologie mature et consolidée, notamment dans le secteur résidentiel pour la production d'eau chaude sanitaire et la climatisation. Le secteur est à un moment de grande diffusion et peut contribuer de manière significative à la couverture de la consommation finale à usage thermique. En Europe, en effet, 49% de la consommation finale d'énergie est de l'énergie thermique (sur ces 49%, 34% ne sont que de la chaleur à basse température). Par conséquent, le solaire thermique est une technologie qui peut avoir un impact significatif sur l'environnement.
Que sont les systèmes d'énergie solaire thermique à basse température ?
Les systèmes d'énergie solaire thermique à basse température utilisent le rayonnement du soleil pour chauffer les réserves d'eau domestiques ou commerciales. Le rayonnement solaire incident chauffe un fluide de transfert, qui est pompé à travers un échangeur de chaleur relié à l'alimentation en eau. Les capteurs plats et les capteurs à tubes sous vide installés sur les toits sont des exemples de ces systèmes. De même, les systèmes à faible énergie thermique peuvent être appliqués au chauffage solaire passif des locaux.
Applications de l'énergie solaire thermique !
Les systèmes à basse température sont le plus souvent utilisés pour la production d'eau chaude et le chauffage des bâtiments. Le système le plus courant pour convertir l'énergie solaire en énergie thermique à basse température est le capteur plan, mieux connu sous le nom de panneau solaire. La fonction des panneaux solaires est d'utiliser la chaleur émise par les rayons du soleil pour chauffer un fluide caloporteur, qui transmet à son tour la chaleur acquise au système de distribution d'eau chaude sanitaire ou de chauffage. L'échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le système a lieu dans un réservoir isolé, appelé échangeur de chaleur.
Le fonctionnement !
Un système de panneaux solaires se compose essentiellement de trois éléments : le capteur, le système de distribution et le thermostat.
Le capteur n'est rien d'autre qu'un échangeur de chaleur qui transfère l'énergie thermique captée par les rayons du soleil vers le système de distribution.
Le système de distribution, dont l'efficacité est d'autant plus grande que son isolation thermique est bonne, est rempli d'un mélange d'eau et d'additifs dont la fonction est d'améliorer sa conductivité thermique et de réduire sa température de congélation.
Un thermostat différentiel active une pompe qui fait démarrer le liquide dans le système de distribution, lequel transfère sa chaleur à l'eau du réservoir de stockage par l'intermédiaire d'un serpentin immergé dans le réservoir. Si le réservoir de stockage est correctement dimensionné et isolé, le système est capable de fournir de l'eau chaude même lorsque les panneaux solaires ne collectent pas la chaleur du soleil.