Les centrales solaires thermiques à basse température sont des systèmes solaires conçus pour le stockage thermique. Ils fournissent de la chaleur utile à des températures inférieures à 65 degrés Celsius grâce à l'énergie solaire. Ils sont couramment utilisés comme source d'énergie thermique domestique dans les petits bâtiments.
Voici les composants d'une centrale d'énergie solaire à basse température :
Capteurs solaires : il existe plusieurs types de capteurs, mais les plus courants à utiliser dans une maison sont les plaques plates en raison de leur faible prix.
Deux circuits d'eau : le circuit primaire est fermé ; le fluide va vers le collecteur, ce qui augmente sa température. Ensuite, le fluide réchauffé va dans un échangeur pour transférer cette énergie au circuit secondaire.
Fluide caloporteur : c'est un fluide traité chimiquement pour améliorer ses rendements thermiques et diminuer son point de congélation.
Échangeur de chaleur : c'est une paroi diatermique où la chaleur est transférée du circuit primaire au second.
Réservoir de stockage : il s'agit d'un réservoir de stockage d'eau ordinaire bien isolé où l'on accumule de l'eau chauffée en attente d'être utilisée.
La circulation de l'eau à l'intérieur des circuits peut être obtenue par un thermosiphon ou une pompe. Un système de thermosiphon tire parti de la différence de densité de l'eau à différentes températures en faisant monter l'eau chaude et en descendant l'eau froide. D'autre part, si nous utilisons une pompe de circulation, nous aurons besoin d'un apport externe d'énergie électrique.
Utilisations des centrales solaires à basse température
Il existe plusieurs applications à basse température. Les plus importantes sont les suivantes:
1. Production d'eau chaude sanitaire (ECS)
L'application principale de l'énergie solaire thermique est la production de chaleur pour l'obtention d'eau chaude sanitaire (ECS) pour les secteurs domestique et tertiaire. Le chauffe-eau solaire est utilisé à une température de 45 degrés Celsius. Cette température peut être facilement atteinte avec des capteurs solaires plats pouvant atteindre une température moyenne de 80 degrés Celsius.
2. Plancher solaire
Le chauffage solaire des locaux est un processus d'utilisation de l'énergie solaire pour chauffer un espace de vie ou de travail. L' énergie du soleil chauffe l'eau dans le panneau solaire thermique, et l'eau chaude circule ensuite dans le bâtiment pour le réchauffer.
Les systèmes de chauffage solaire sont un complément au système de chauffage traditionnel, en particulier pour les systèmes qui utilisent de l'eau d'appoint en dessous de 60 ° C.
3. Chauffage de l'eau de la piscine
L'utilisation de capteurs solaires permet un soutien énergétique dans les piscines extérieures, allongeant la période de baignade en utilisant des énergies renouvelables.
Il faut tenir compte du fait que la législation de certains pays n'autorise pas le chauffage des piscines extérieures à l'aide de sources d'énergie conventionnelles, qui sont généralement des sources d'énergie non renouvelables.
Ces panneaux solaires sont simplement constitués d'un grand nombre de minuscules tubes métalliques ou plastiques disposés en serpentin à travers lesquels l'eau circule.
Stratégies de conversion de l'énergie solaire à l'énergie thermique
Le système de collecte de rayonnement solaire comprend des capteurs solaires connectés les uns aux autres. Sa mission est de capter l'énergie solaire pour la transformer en énergie thermique, en augmentant la température du fluide qui circule dans l'installation.
Le type de capteur thermique le plus répandu est le capteur solaire plan qui atteint une température d'environ 60°C à moindre coût.
Qu'est-ce qu'un capteur plan ?
Les capteurs solaires thermiques à plaque plane est formé des absorbeurs métalliques qui est chauffée par le rayonnement solaire lors de son exposition au soleil (absorbeur). Cette plaque est de couleur noire afin de ne pas refléter le rayonnement solaire incident.
L'eau circule à l'intérieur de la boîte à travers un serpentin ou un circuit de tubes afin que la chaleur soit transmise au fluide par un processus thermodynamique.
L'effet qui se produit est similaire à celui d'une serre, la lumière du soleil traverse la plaque de verre et chauffe la plaque noircie. Le verre est un "piège solaire", car il laisse passer le rayonnement du Soleil (ondes courtes) mais ne laisse pas échapper le rayonnement thermique émis par la plaque noircie (ondes longues) et par conséquent, cette plaque s'échauffe et transmet la chaleur au liquide circulant dans les tubes.
Il existe également des capteurs solaires à tubes sous vide sur le marché. Ils sont constitués de tubes métalliques recouvrant le tube métallique contenant le fluide de travail, laissant une chambre qui agit comme un isolant entre eux. Ils ont un rendement très élevé, mais leur coût est également élevé.
