Capteur solaire

Qu'est-ce qu'un capteur solaire

Un capteur solaire est un objet utilisé pour collecter l'énergie du soleil, en absorbant le rayonnement solaire et en le convertissant en chaleur ou en électricité. Le type de matériau et le revêtement d'un capteur solaire sont utilisés pour maximiser l'absorption de l'énergie solaire.

Types de capteurs solaires

Capteurs à plaques plates
Ces capteurs sont simplement des boîtes métalliques recouvertes d'une sorte de vitrage transparent sur une plaque absorbante de couleur foncée. Les côtés et le fond du capteur sont généralement recouverts d'isolant pour minimiser les pertes de chaleur vers les autres parties du capteur. Le rayonnement solaire traverse le vitrage transparent et frappe la plaque absorbante. Cette dernière chauffe, transférant la chaleur à l'eau ou à l'air qui est retenu entre le vitrage et la plaque absorbante. Parfois, ces plaques absorbantes sont peintes avec des revêtements spéciaux conçus pour absorber et retenir la chaleur mieux que la peinture noire traditionnelle. Ces plaques sont généralement fabriquées en métal qui est un bon conducteur - généralement du cuivre ou de l'aluminium.

Capteurs à tubes sous vide
Ce type de capteur solaire utilise une série de tubes sous vide pour chauffer l'eau à utiliser. Ces tubes utilisent un vide, ou un espace sous vide, pour capturer l'énergie du soleil tout en minimisant la perte de chaleur dans l'environnement. Ils ont un tube métallique intérieur qui agit comme la plaque absorbante, qui est connectée à un caloduc pour transporter la chaleur collectée par le soleil vers l'eau. Ce caloduc est essentiellement un tuyau dans lequel le contenu du fluide est soumis à une pression très particulière. [6] À cette pression, l'extrémité « chaude » du tuyau contient du liquide en ébullition tandis que l'extrémité « froide » contient de la vapeur en condensation. Cela permet à l'énergie thermique de se déplacer plus efficacement d'une extrémité du tuyau à l'autre. Une fois que la chaleur du soleil se déplace de l'extrémité chaude du caloduc vers l'extrémité de condensation, l'énergie thermique est transportée dans l'eau chauffée pour être utilisée.

Collecteurs de lignes focalisées
Ces capteurs, parfois appelés goulottes paraboliques, utilisent des matériaux hautement réfléchissants pour collecter et concentrer l'énergie thermique du rayonnement solaire.[8] Ces capteurs sont composés de sections réfléchissantes de forme parabolique reliées à une longue goulotte. Un tuyau qui transporte de l'eau est placé au centre de cette goulotte de sorte que la lumière du soleil collectée par le matériau réfléchissant est focalisée sur le tuyau, chauffant le contenu. Ce sont des capteurs de très haute puissance et sont donc généralement utilisés pour générer de la vapeur pour les centrales solaires thermiques et ne sont pas utilisés dans les applications résidentielles. Ces goulottes peuvent être extrêmement efficaces pour générer de la chaleur à partir du soleil, en particulier celles qui peuvent pivoter, en suivant le soleil dans le ciel pour assurer une collecte maximale de la lumière du soleil.

Collecteurs de points focalisés
Ces capteurs sont de grandes paraboles composées d'un matériau réfléchissant qui concentre l'énergie du Soleil sur un seul point. La chaleur de ces capteurs est généralement utilisée pour faire fonctionner les moteurs Stirling. Bien qu'ils soient très efficaces pour capter la lumière du Soleil, ils doivent suivre activement le Soleil dans le ciel pour avoir une quelconque utilité. Ces paraboles peuvent fonctionner seules ou être combinées en un ensemble pour recueillir encore plus d'énergie du Soleil.

Composants du capteur solaire

Comment choisir un capteur solaire

Coût
Le coût est un élément essentiel lors du choix d'un capteur solaire pour un système de chauffage solaire de l'eau. L'avantage va aux capteurs à plaques plates. En général, les tubes sous vide solaires coûtent 20 % de plus que les capteurs à plaques plates. Mais vous pouvez obtenir un retour sur investissement maximal dans les capteurs à tubes sous vide solaires en quelques années, ce qui en fait un investissement rentable pour les systèmes de chauffage solaire de l'eau.

Efficacité
Les capteurs à tubes sous vide ne provoquent aucune perte de chaleur par convection et conduction. Ces systèmes chauffent donc l'eau plus efficacement que les capteurs à plaques plates. L'efficacité désigne l'efficacité de chauffage par capteur actif, et non la puissance totale ou l'efficacité de l'appareil. Vous pouvez vous attendre à une efficacité supérieure des capteurs solaires à tubes sous vide tout au long de l'année, en particulier en hiver. Cependant, les capteurs à plaques plates peuvent égaler leur efficacité en été lorsqu'il y a une légère différence entre la température de l'eau chauffée et l'environnement ambiant.

Processus d'installation
L'installation de capteurs solaires à plaques planes est une tâche difficile. Les capteurs sont lourds et ont la forme de panneaux. Ces capteurs doivent être hissés sur le toit et montés. Les capteurs à tubes sous vide, quant à eux, sont équipés de tubes individuels légers, ce qui les rend beaucoup plus faciles à assembler et à installer que leurs homologues.

Durabilité
La convection dans les capteurs solaires génère de la corrosion qui affecte gravement les performances du système. En général, les capteurs solaires à tubes sous vide ne contiennent pas d'air, il ne peut donc y avoir de convection dans ces appareils. Cela en fait des capteurs plus durables que les plaques plates. Actuellement, la plupart des capteurs solaires sont disponibles avec une garantie constructeur de dix ans et une garantie de 80 % de la puissance de 25- ans.

Entretien
D'un point de vue pratique, les tubes sous vide solaires ne nécessitent aucun entretien. Si un tube perd son vide, vous devrez peut-être le remplacer. Mais lorsqu'un capteur à plaque plane est endommagé, vous devez remplacer toute la plaque, ce qui peut vous coûter beaucoup de temps et d'argent.

Conseils de nettoyage régulier pour les capteurs solaires