Panneaux solaires : ce qu’ils sont et comment ils fonctionnent

Lorsqu'il s'agit de panneaux solairesSi l'on parle de panneaux solaires, on pense tout de suite aux dispositifs de production d'électricité, plus connus sous le nom de panneaux photovoltaïques. Mais tout Le Monde ne sait pas que les rayons du soleil peuvent également être exploités pour la production d'eau chaude, grâce aux panneaux solaires. panneaux solaires thermiques. Quelles sont leurs fonctions, comment sont-ils installés et, surtout, combien coûtent-ils ?

Les panneaux solaires thermiques existent depuis plusieurs décennies et atteignent aujourd'hui un rendement si bon qu'ils sont capables de… produire de l'eau chaude. Mais pas seulement au niveau des ménages, mais aussi pour des installations plus importantes telles que les écoles, les piscines, les salles de sport et bien d'autres encore. Avant l'installation, il est toutefois utile de demander conseil à un fournisseur local pour comprendre si les conditions climatiques de ton lieu d'habitation sont compatibles avec une telle utilisation.

Ci-dessous, toutes les informations utiles.

Qu'est-ce qu'un panneau solaire thermique ?

Le terme de panneaux solaires thermiques désigne des dispositifs spéciaux qui, montés à l'extérieur, par exemple sur le toit des maisons, permettent de capter l'énergie solaire.énergie thermique générée par le soleil. L'objectif est principalement de produire de l'eau chaude et, par conséquent, ils constituent une alternative viable aux chaudières à gaz plus courantes ou à d'autres combustibles fossiles.

Parce qu'ils utilisent la chaleur dégagée par le soleil, les panneaux solaires thermiques constituent également une solution plus durable pour les besoins des ménages. Tout d'abord, ils n'impliquent pas la combustion de gaz ou de minéraux, évitant ainsi l'émission dans l'atmosphère de gaz d'échappement riches en particules et autres polluants. De plus, leur émissions de CO2 sont pratiquement inexistantes pendant l'utilisation. Il suffit donc de compenser le dioxyde de Carbone émis lors de la production des composants du système.

Selon le type installé et le lieu de résidence, les panneaux solaires thermiques peuvent être utilisés soit pour obtenir de l'eau chaude sans autre intervention, soit, en cas de conditions météorologiques rédhibitoires, comme… préchauffage des activités de la chaudière. Ce dernier mode garantit une consommation d'énergie plus faible que l'installation classique de la chaudière, ainsi que des gaz d'échappement plus faibles. La raison en est très simple : comme l'eau arrive déjà dans le système à une température moyenne, le travail de la chaudière pour atteindre les niveaux de chaleur souhaités sera moindre.

L'histoire du solaire thermique en quelques mots

L'histoire des panneaux solaires thermiques a des racines très lointaines, puisque les civilisations anciennes avaient déjà mis au point des systèmes ingénieux pour chauffer l'eau sous l'action du soleil. Les Romains, par exemple, avaient déjà mis au point des récipients spéciaux en verre foncé qui permettaient d'amener l'eau à des températures acceptables sous l'effet des rayons du soleil.

Cependant, la première expérience “moderne” de panneaux solaires thermiques, du moins au sens large, remonte à 1767. Le scientifique Horace-Bénédict de Saussure avait en effet mis au point un système de bois et de liège qui pouvait atteindre une température de 109 degrés centigrades lorsqu'il était exposé au soleil. Il était ainsi possible de cuisiner en plein air, même en l'absence de bois de chauffage.

Le premier brevet pour le chauffage solaire thermique de l'eau remonte à 1891, tandis qu'après la Seconde Guerre mondiale, la technologie a commencé à devenir de plus en plus abordable pour les consommateurs ordinaires. Cependant, le boom s'est produit à partir de 1973, coïncidant avec le crise pétrolière et d'autres combustibles fossiles.

Types de solaire thermique

Dans son concept, un système solaire thermique est normalement très simple. Il est en fait composé de :

• CollecteurUne structure composée de tubes en serpentin de différents matériaux, du PVC à divers métaux, entièrement peints en noir. De l'eau circule dans ces tubes, qui, en raison de la coloration noire de la serpentine, se réchauffe facilement ;
• Réservoirest un grand récipient étanche et isolé thermiquement pour maintenir à température l'eau déjà chauffée par les serpentins ;
• Connexions au système hydraulique: les joints et les connecteurs qui relient le solaire thermique à la plomberie domestique.

Il existe cependant différents types de systèmes solaires thermiques :

• Circulation naturelleest un circuit fermé impliquant uniquement de l'eau qui, après avoir été chauffée à l'intérieur des serpentins, est stockée à l'intérieur d'un réservoir ;
• Circulation forcéeCe circuit implique l'introduction d'un second fluide en plus de l'eau, comme le propylène glycol, qui accélère l'échange de chaleur entre les structures des panneaux et l'eau elle-même. Il est ensuite équipé d'une pompe, pour faciliter la circulation de l'eau elle-même, mais aussi d'un vase d'expansion pour contrôler et évacuer les vapeurs. C'est un système plus efficace que la circulation naturelle, car il est moins sensible aux changements de température ;
• Vidangesemblable à la circulation forcée, il peut être rempli ou vidé selon les besoins ;
• Une concentrationpossède un instrument réfléchissant en forme de parabole, appelé suiveur solaire, capable de concentrer les rayons du soleil sur les passages du fluide caloporteur pour chauffer l'eau plus rapidement.

Utilisations des panneaux solaires thermiques

Comme nous l'avons déjà mentionné, les panneaux solaires thermiques peuvent être utilisés à diverses fins au sein de la maison, toutes évidemment liées aux besoins de chauffage. Voici les utilisations les plus courantes.

Production d'eau chaude

Comme nous l'avons déjà mentionné, la principale utilisation du solaire thermique est la production de… d'eau chaudeà utiliser pour divers besoins domestiques tels que l'hygiène personnelle, le nettoyage de la maison ou la Cuisine.

Selon la taille et le type de système, on peut facilement atteindre des températures comprises entre 50 et 90 degrés. Les mêmes que celles que l'on obtiendrait avec une chaudière à gaz ordinaire, mais sans la consommation de cette dernière.

Chauffage à basse température

L'eau chaude produite par des panneaux solaires thermiques peut également être raccordée ausystème de chauffage de la maison, tant qu'elle est à basse température. En d'autres termes, l'eau chaude obtenue grâce au soleil circule à l'intérieur du. radiateurs mais, en raison de sa température et de sa déperdition de chaleur, il n'est pas toujours en mesure de garantir une énorme puissance calorifique.

Au lieu de cela, on préfère généralement utiliser cette eau comme préchauffage pour la chaudière, ce qui permet de réduire les coûts de carburant et les émissions, car la chaudière elle-même effectue moins de travail.

Coûts et rendement de l'usine

I coûts d'un système solaire thermique varient beaucoup en fonction de la taille du système, des besoins en chauffage de l'eau et de la région de résidence. Comme on peut facilement le deviner, dans les endroits où les températures sont douces toute l'année, un système excessivement grand ne sera pas nécessaire pour avoir de l'eau chaude toute l'année. La situation est différente pour ceux qui vivent dans des endroits froids et peu ensoleillés.

I prix varient également en fonction du nombre de panneaux et de capteurs installés, de la taille du réservoir et de la combinaison avec une chaudière classique. Cette dernière doit toujours exister, même comme solution d'appoint, afin d'avoir de l'eau chaude même aux moments de l'année où le soleil fait défaut ou que la chaleur est faible. En moyenne, on passe de 2500 euros pour un petit système de 100 litres à 6000 pour un système de 350 litres.

Le rendement est très élevé, plus que le solaire photovoltaïque, précisément parce que les serpentins sont très efficaces pour chauffer l'eau. Selon les estimations réalisées en 2021, en utilisant le solaire thermique tous les jours pour la douche et le nettoyage, et en appui de la chaudière à gaz pour le chauffage des radiateurs, le… économies sur la facture par ménage se situe entre 420 et 570 euros chaque année. S'il y a en plus une installation photovoltaïque sur le toit pour assurer les besoins en électricité de la famille, les économies peuvent même dépasser les 2 000 euros.