Énergie solaire thermodynamique - panneaux thermodynamiques

Énergie solaire thermodynamique - panneaux thermodynamiques

La technologie solaire thermodynamique est une combinaison d'énergie aérothermique et solaire thermique. Ce système utilise l'énergie solaire et l'énergie thermique de l'air.

L'énergie solaire thermodynamique est un système qui tire parti de la différence entre la température du liquide qui circule à l'intérieur des panneaux thermodynamiques et la température ambiante. Le fluide qui circule à l'intérieur des panneaux est un fluide frigorigène à faible température

Qu'est-ce que l'énergie aérothermique ?

L'aérothermie utilise une pompe à chaleur aérothermique pour abaisser la température d'un liquide réfrigérant et le faire circuler en contact thermique avec l'extérieur.

L'énergie aérothermique est l'énergie thermique contenue dans l'air. C'est une source d'énergie renouvelable qui peut être exploitée pour produire de l'électricité ou pour chauffer et refroidir des bâtiments. L'énergie aérothermique est une ressource renouvelable car elle est constamment renouvelée par les rayons du soleil.

Le soleil chauffe l'atmosphère terrestre, qui à son tour chauffe l'air. Cette chaleur est transférée à la surface de la Terre et rejetée dans l'atmosphère. La quantité d'énergie aérothermique disponible à un moment donné dépend de la météo. Lorsqu'il fait soleil, la puissance aérothermique est plus importante que lorsqu'il fait nuageux.

De plus, l'énergie aérothermique peut être utilisée pour la production d’électricité ou pour chauffer et refroidir des bâtiments. Pour produire de l'électricité, l'énergie aérothermique peut être utilisée pour alimenter une turbine qui entraîne un générateur électrique. Alternativement, il peut être utilisé pour chauffer de l'eau qui est ensuite utilisée pour entraîner une turbine à vapeur.

Ces systèmes peuvent absorber la chaleur de l'air pour être utilisés pour chauffer et refroidir les bâtiments. Dans cette application, l'air est pompé dans un bâtiment et passe sur un échangeur de chaleur. Cela transfère la chaleur de l'air dans le bâtiment, ou vice versa, selon la saison.

Qu'est-ce que l'énergie solaire thermique ?

L'énergie solaire thermique est un type d'énergie solaire qui exploite la chaleur du soleil pour produire de l'électricité (comme la solaire photovoltaïque) ou chauffer de l'eau ou de l'air.

Ces centrales utilisent des panneaux thermiques irradiés par le soleil pour produire de l'électricité. Les chauffe-eau solaires utilisent la chaleur des rayons du soleil pour chauffer l'eau à usage domestique ou commercial. Les systèmes de climatisation solaire utilisent la chaleur du soleil pour refroidir l'air dans les bâtiments.

Les centrales solaires thermiques telles que les centrales à tours solaires ont de faibles émissions et ne produisent pas de pollution ni de gaz à effet de serre. Les systèmes solaires de chauffage de l'eau et de climatisation peuvent également aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre en supprimant le besoin d'énergie généré par les combustibles fossiles.

Le cycle thermodynamique qu’elles utilisent c’est le cycle de Rankine.

Des tests indépendants indiquent qu'il est efficace pour produire de l'électricité et chauffer de l'eau ou de l'air. Les centrales solaires thermiques peuvent avoir des rendements allant jusqu'à 50 %. Cela signifie que 50 % de l'énergie solaire frappant le collecteur est convertie en électricité. Les systèmes de chauffe-eau solaires ont généralement une efficacité de 80 à 95 %. Cela signifie que 80 à 95 % de l'énergie solaire frappant le collecteur est utilisée pour chauffer l'eau. Les systèmes de climatisation solaire ont généralement une efficacité de 30 à 40 %.

A quoi sert ce système d'énergie solaire?

L'utilisation principale de ce système est la production d'eau chaude sanitaire (ACS), de chauffe-eau et de systèmes d'eau chaude. En général, l'eau thermodynamique est utilisée dans les maisons familiales, mais elle peut également être utilisée dans d'autres usages industriels où l'eau chaude est requise.

Avantages et inconvénients des panneaux solaires thermodynamiques

Le principal avantage des panneaux solaires thermodynamiques est que l'énergie peut être générée dans presque toutes les conditions. L'exigence est que la température extérieure ne soit pas inférieure à la température du liquide de refroidissement.

Le principal inconvénient est que la consommation d'électricité est constante en raison de la nécessité d'une pompe à chaleur.

Les panneaux solaires thermiques ne sont pas très chers et ont une durée de vie utile de plus de 25 ans.

Comment fonctionne une centrale solaire thermodynamique ?

Une installation mise en service est composée des éléments suivants :

  • Un panneau thermodynamique qui essaie d'absorber la plus grande quantité de chaleur de l'environnement. L'absorption est réalisée à travers un gaz réfrigérant à faible température (environ -4ºC).

  • Une pompe à chaleur possède un compresseur qui déplace le gaz réfrigérant du panneau vers un système de détente.

  • Un système de stockage thermique: un ballon d’eau avec un serpentin à travers lequel passe le gaz réfrigérant à haute température, produisant un échange de chaleur et chauffant l'eau pour une utilisation ultérieure.

Différences entre l'énergie solaire thermodynamique et thermique

L'énergie solaire thermodynamique est un système de production d’énergie thermique plus compliqué mais complet que l'énergie solaire thermique. L'énergie solaire thermique ne capte la chaleur que par l'énergie solaire, tandis qu'un système thermodynamique utilise également la chaleur de l'environnement. Par conséquent, il a plus d'éléments.

D'autre part, l'énergie solaire thermodynamique présente l'avantage de pouvoir extraire de l'énergie non seulement du soleil mais également de l'air ambiant, du vent ou encore de l'eau de pluie. Par conséquent, il n'est pas aussi dépendant d'une ressource changeante que le soleil.

 

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Date de Publication: 20 décembre 2019
Dernière Révision: 10 décembre 2022