Les capteurs solaires

Résumé du document

La majeure partie de l'énergie sur la terre provient du soleil. Celui-ci constitue une source remarquable de lumière et d'énergie calorifique : l'énergie solaire. Cette énergie est produite par une gigantesque réaction nucléaire en chaîne survenant à l'intérieur du soleil. La réaction génère en permanence d'énormes quantités d'énergie. Seule une infime fraction de l'énergie solaire atteint la surface de la planète, mais elle suffit pour préserver la vie telle que nous la connaissons. Tous les quarts d'heure, la terre reçoit du soleil assez d'énergie pour alimenter notre planète pendant une année!

La quantité d'énergie solaire utilisable varie considérablement sur la surface de la terre, certaines parties du globe en recevant bien plus que d'autres.
Cependant, seule une infime partie de l'énergie que nous consommons provient directement de la lumière solaire. En effet, cette source d'énergie qualifiée de renouvelable (comme le vent et la marée, puisqu'ils ne s'épuisent jamais) est assez onéreuse. De plus, les combustibles fossiles sont très utilisés car, en brûlant, ils libèrent assez facilement l'énergie qu'ils ont emmagasinée ; toutefois, ils sont très polluants et ne sont pas inépuisables. L'énergie nucléaire par contre, produit des déchets radioactifs dont il est difficile de se débarrasser en toute sécurité. Heureusement, le coût de la production d'énergie moins dangereuse pour l'environnement tend à diminuer grâce aux progrès technologiques.

Le rayonnement d'énergie que nous envoie le soleil résulte de réactions de fusion nucléaire en chaîne (transformation de l'hydrogène en hélium) engendrant, à sa surface, un rayonnement d'une puissance d'environ 66 millions de Watts par m2.

Cette énergie, au fur et à mesure qu'elle s'éloigne de sa source, perd de son intensité et lorsqu'elle atteint les limites de l'atmosphère terrestre (à une altitude d'environ 2500km), elle représente un apport énergétique, baptisé « constante solaire » estimé à 1353 watts par m2, soit au total près de 180 000 milliards de kilowatts.

Extraits

[...] Ce système permet de réduire les pertes de chaleur et d'augmenter son efficacité à hautes températures, mais les réflecteurs sont également moins coûteux, par unité de surface, que les capteurs. Les principes physiques les plus importants à prendre en compte, lors de la conception et de l'évolution du capteur, sont la concentration géométrique et l'effet de serre au niveau du tube chaudière. De plus, le capteur peut-être équipé de dispositif lui permettant de suivre le soleil dans son mouvement apparent. [...]

[...] Cependant, le rendement est de plus de 2 fois inférieur à celui du silicium cristallin et nécessite donc plus de surface pour la même puissance installée. Les cellules en silicium amorphe sont actuellement de moins en moins utilisées : de la production mondiale en 2000, alors qu'elles représentaient en 1999. - Les batteries Le choix des batteries est déterminé par l'utilisation que l'on veut en faire. Il y a deux types de batteries : Au plomb ou au cadmium. La batterie au plomb est plus lourde, s'use et demande de l'entretien. [...]

[...] Cependant, seule une infime partie de l'énergie que nous consommons provient directement de la lumière solaire. En effet, cette source d'énergie qualifiée de renouvelable (comme le vent et la marée, puisqu'ils ne s'épuisent jamais) est assez onéreuse. De plus, les combustibles fossiles sont très utilisés car, en brûlant, ils libèrent assez facilement l'énergie qu'ils ont emmagasinée ; toutefois, ils sont très polluants et ne sont pas inépuisables. L'énergie nucléaire par contre, produit des déchets radioactifs dont il est difficile de se débarrasser en toute sécurité. [...]

[...] Si le moindre problème se pose lors du déploiement de ces panneaux, le satellite est inutilisable Bibliographie Revues BAILEZ, Yves, A propos de chauffage et production d'ECS par énergie solaire, CFP, vol 604, juillet - août 1998, p45-58. Chauffer sa résidence au solaire et au bois, CFP, vol 629, novembre 2001 p43-45. HOZGLAND, William, L'énergie solaire, Pour la science, vol 217, novembre 1995 p138-152. Livres PEYTURAUX, Roger, Les capteurs solaires, Paris, Presses universitaires de France 128p. [...]

[...] Système indirect avec thermo circulation et appoint hors stockage Il y a deux circuits dans ce système : Un circuit primaire contenant l'eau qui est échauffée dans le capteur. Un circuit secondaire où circule l'eau sanitaire à réchauffer. Le double circuit évite de purger l'eau en cas de gel. Le transfert de chaleur s'effectue par un échangeur situé dans le ballon. Comme l'appoint se trouve à l'extérieur, le capteur peut fonctionner librement sans que le travail de l'appoint soit excessif. Inconvénients : - Installation coûte cher - Le rendement du capteur diminue car il doit travailler à plus haute température vue la présence de l'échangeur. [...]