Tout savoir sur le solaire thermique pour un chauffage plus économe et écologique

Il existe deux méthodes principales pour exploiter la puissance du soleil pour la convertir en énergie : soit photovoltaïque : en produisant directement de l’électricité à l’aide de panneaux solaires photovoltaïques (PV). Soit en produisant de la chaleur grâce aux technologies solaires thermiques. Si les deux types d’énergie solaire sont similaires, ils diffèrent par leurs coûts, leurs avantages et leurs applications. Alors dans notre dossier consacré à l’énergie solaire, voici un focus sur la seconde méthode : le solaire thermique

Qu’est-ce que le solaire thermique ?

L’énergie solaire thermique englobe toutes les technologies qui transforment la lumière du soleil en chaleur. Cette chaleur peut ensuite être utilisée à trois fins principales : pour être convertie en électricité, pour chauffer l’eau de votre maison ou de votre entreprise, ou pour chauffer les espaces de votre maison. Chacune de ces options nécessite des technologies distinctes, mais toutes exploitent la puissance du soleil pour compenser une partie de vos besoins énergétiques.

Les technologies solaires thermiques diffèrent des technologies solaires photovoltaïques en ce sens qu’elles utilisent la chaleur du soleil pour produire de l’énergie, tandis que les technologies solaires photovoltaïques tirent parti de l' »effet photovoltaïque » de certains semi-conducteurs comme le silicium pour produire un flux d’électricité directement à partir des rayons du soleil.

Les centrales solaires thermiques

L’utilisation de la technologie solaire thermique pour produire de l’électricité est plus populaire pour les projets de centrales solaires à grande échelle. Même si effectivement on connait deux types principaux de centrales solaires : photovoltaïques et thermiques, les variantes thermiques sont généralement plus efficace pour les projets à grande puissance. Dans ce procédé, des miroirs concentrent la chaleur du soleil sur un collecteur où un liquide est transformé en vapeur pour faire tourner une turbine. Ces types de centrales sont généralement appelés centrales solaires à concentration (CSP) ou centrales thermodynamiques, car elles utilisent des miroirs pour « concentrer » la lumière du soleil sur un collecteur fixe (généralement une tour centrale ou des tuyaux devant chacune des rangées de panneaux).

Les centrales solaires à concentration sont grandes et puissantes – elles sont généralement construites pour atteindre un minimum de 100 mégawatts, ce qui est plus de 10 000 fois supérieur à une installation résidentielle moyenne.

Eau chaude solaire

Au lieu de dépendre du gaz naturel ou de l’électricité pour alimenter votre chauffe-eau, les chauffe-eau solaires thermiques vous permettent de convertir la chaleur du soleil en eau chaude pour votre maison ou votre entreprise. Ces systèmes nécessitent un capteur solaire (parfois appelé « panneaux solaires thermiques »), qui transfère l’énergie solaire à l’eau, ainsi qu’un réservoir de stockage, qui recueille et conserve l’eau chauffée par le soleil pour une utilisation ultérieure.

Chauffage solaire thermique actif ou passif

Il existe deux façons de chauffer votre maison grâce à la technologie solaire thermique : le chauffage solaire actif et le chauffage solaire passif. Le chauffage solaire actif est un moyen d’appliquer la technologie des centrales solaires thermiques à votre maison. Les capteurs solaires thermiques, qui ressemblent à des panneaux photovoltaïques, sont installés sur votre toit et transfèrent la chaleur accumulée à votre maison par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur ou d’une tuyauterie qui fait circuler l’eau chaude dans votre maison.

La deuxième méthode de chauffage de votre maison à l’aide de la technologie solaire thermique, le chauffage solaire passif, ne comprend ni ne nécessite aucun processus mécanique. Elle utilise la conception de votre maison – par exemple, en installant de grandes fenêtres orientées vers le sud – pour recueillir et stocker la chaleur du soleil et la diffuser dans les pièces de votre maison au cours de la journée.

Le chauffage actif et le chauffage solaire sont tous deux d’excellentes options pour les maisons ayant une charge de chauffage élevée dans les régions froides et ensoleillées. Ces technologies peuvent réduire considérablement la quantité d’électricité ou de combustible que vous utilisez pour chauffer votre maison ou votre entreprise. Le chauffage solaire passif est particulièrement rentable pour les nouvelles constructions car il permet aux constructeurs d’intégrer la conception du chauffage solaire passif dans les plans de construction initiaux de votre maison ou de votre entreprise.

Comparaison entre le solaire thermique et le solaire photovoltaïque

Compte tenu du grand nombre de types de technologies solaires thermiques, il peut être difficile d’établir une comparaison avec un système solaire photovoltaïque. Cependant, le fait de décomposer la question en comparant les systèmes solaires PV à la technologie CSP, au chauffage solaire ou à l’eau chaude solaire permet d’effectuer des comparaisons ponctuelles.

Par exemple, à grande échelle, les centrales CSP sont plus efficaces que les fermes solaires standard. Cependant, les installations CSP nécessitent de grandes surfaces de terrain et ne sont bien adaptées qu’à certaines zones géographiques du pays ou du monde.

À l’échelle d’un foyer, le chauffage solaire passif est un excellent moyen de concevoir votre maison de manière à réduire votre demande globale d’électricité pendant toute sa durée de vie. C’est un système parfait à associer à l’énergie solaire photovoltaïque, car l’impact de chaque panneau solaire sera d’autant plus grand. Le chauffage solaire actif et l’eau chaude solaire thermique doivent être évalués au cas par cas par rapport à l’énergie solaire photovoltaïque. La technologie la plus avantageuse financièrement pour votre maison peut être un mélange de technologies déterminé par les spécificités de votre géographie, de votre charge électrique et de vos besoins globaux en chauffage ou en eau chaude.

Une nouveauté : les solutions solaires hybrides photovoltaïques + thermiques

Les panneaux solaires photovoltaïques + thermiques (PVT) sont des panneaux électriques solaires améliorés qui produisent de l’électricité et chauffent de l’eau à l’aide d’un seul module solaire sur le même espace précieux du toit. Le type le plus courant de capteur PVT refroidit les composants électriques photovoltaïques pour améliorer la production d’électricité tout en fournissant une énergie thermique utile. De ce fait, les panneaux PVT peuvent augmenter la production électrique du module jusqu’à 20 %. Les systèmes peuvent être de petite taille ou de taille industrielle. En incluant l’énergie thermique, les panneaux PVT peuvent générer jusqu’à quatre fois la puissance d’un module PV seul.