Energie solaire thermique

foto: © Raúl Bartolome/greenpeace

La capacité qu’a le soleil pour chauffer les objets qui sont exposés à ses rayons est bien connue de nous tous. Cet effet se produit lorsque la radiation électromagnétique solaire
heurte un objet et une partie de cette radiation se transforme en chaleur provoquant une augmentation de la température de l’objet en question.

Actuellement, il existe plusieurs systèmes qui utilisent l’énergie calorique qu’apporte le soleil. Pour chacun d’eux le principe est toujours le même : élever la température d’une substance pour obtenir, grâce à cette chaleur, un effet déterminé, c’est à dire, soit le chauffage d’eau, d’air ou la génération d’un mouvement pouvant se transformer en électricité.

SYSTEMES DE CHAUFFAGE DE L’EAU BASSE TEMPERATURE

Le chauffage de l’eau est la plus étendue des applications car il unie l’économie d’énergie et le respect de l’environnement tout en offrant une rentabilité importante.

Il est possible d’élever la température de l’eau à des degrés supérieurs au point d’ébullition (100 degré centigrades). Cependant, ce sont les applications a basse température (entre 27 et 80 degrés) qui sont les plus communes.

- ECS (Eau Chaude Sanitaire)- pour douches et lavabos. Excellent, aussi bien pour l’usage domestique que pour les Clubs sportifs ou les douches multiples où la température requise est d’environ 45 degrés centigrades.
Selon les régions, l’appui d’une chaudière conventionnelle peut être nécessaire les jours où la radiation solaire est insuffisante en raison des conditions météorologiques défavorables.

- Chaleur rayonnante par le sol. Ce type de chauffage est parfait pour combiner avec un système solaire thermique étant donné la température de l’eau fournie doit être d’environ 50 degrés centigrades.

- Chauffage de l’eau des piscines – Le but de cette application est d’atteindre une température de l’eau d’environ 27 degrés centigrades pour rendre son utilisation agréable.

En France, les systèmes solaires de chauffage de l’eau permettent de prolonger l’utilisation des piscines de Mai à Octobre.

SYSTEMES DE CONVERSION THERMIQUE A ENERGIE ELECTRIQUE

La puissance calorifique du soleil peut aussi être transformée en énergie électrique. Ce type de transformation se réalise dans de grandes centrales qui produisent des quantités importantes d’énergie.

Il existe différents systèmes de conversion électrique :

La Cheminée solaire – Elle constituée d’une grande surface collectrice de serres au centre de laquelle se trouve une très haute cheminée. Les rayons de soleil traversent la surface réceptrice et chauffe l’air qui se trouve à l’intérieur de la serre et qui perdant ainsi sa densité se dilate. L’air chaud converge alors vers la cheminée et monte à grande vitesse en son intérieur par convection naturelle. . Plus la cheminée sera haute, plus la différence de pression entre l’air de l’extérieur et celui qui se trouve à l’intérieur de la cheminée sera grande et plus la vitesse du vent ainsi produit sera importante.

Des turbines situées à la base de la cheminée transforment l’énergie cinétique contenue dans le courrant d’air ascendant, en énergie électrique.

Energie solaire thermoélectrique- Dans ce type de centrales, le rayonnement solaire frappe des miroirs concaves qui concentrent les rayons sur un tube absorbeur situé sur la ligne focale. La température obtenue de cette façon est très élevée. Cette chaleur s’utilise pour produire de la vapeur d’eau qui actionnera des turbine qui génèreront de l’électricité.

AUTRES APPLICATIONS DE L’ENERGIE SOLAIRE THERMIQUE

L’Energie thermique du soleil a également d’autres applications, comme les usines de dessalement de l’eau de mer par énergie solaire et les séchoirs de produits agricoles. Le fonctionnement de ces deux systèmes est similaire. Dans les usines de dessalement, l’énergie solaire chauffe l’air enfermé sous une surface transparente. Cet air sec et chaud évapore d’eau la séparant ainsi du sel. La vapeur d’eau est conduite et condensée se transformant ainsi en eau douce apte à la consommation humaine. Les séchoirs solaires utilisent l’air chaud obtenu par le même processus que dans le cas antérieur pour lui faire absorber l’humidité des produits à assécher.