Les panneaux solaires hybrides sont des dispositifs combinant l'énergie solaire photovoltaïque et thermique. Grâce à eux, vous pouvez obtenir à la fois de l'électricité et de la chaleur. Autrement dit, un panneau PVT est capable de générer de l'énergie électrique et de l'eau chaude.
Ainsi, un panneau solaire hybride est composé d’un capteur photovoltaïque auquel est associé un échangeur de chaleur. Cet échangeur est capable de chauffer un fluide grâce à la partie du rayonnement solaire non convertie en énergie électrique.
A quoi sert un panneau solaire hybride ?
Un panneau solaire hybride permet de produire de l'électricité et de l'eau chaude.
Dans une même installation de panneaux solaires, les panneaux hybrides font à la fois office de panneaux solaires photovoltaïques et de panneaux thermiques. De cette manière, l’énergie solaire peut être utilisée pour chauffer l’eau et augmenter l’efficacité de la production d’électricité.
Cette avancée technologique permet d’avancer vers la transition énergétique à laquelle sont confrontés tous les pays de l’Union européenne.
avantage
Le principal avantage du panneau PVT est qu’il augmente les performances.
Depuis l'origine de la conversion photovoltaïque, il a été observé que le taux de conversion du rayonnement solaire en énergie électrique dépend de la température de la cellule solaire photovoltaïque qui effectue la conversion.
Les performances des panneaux solaires diminuent avec l'augmentation de la température des cellules photovoltaïques. Étant donné que ce taux de conversion est de l'ordre de 15 à 20 % (pour les cellules au silicium cristallin courantes), il s'avère que les 80 à 85 % résiduels sont convertis en énergie thermique ou chaleur sensible (c'est-à-dire que la cellule est chauffée).
Une solution consiste à refroidir les cellules photovoltaïques à l’aide d’un fluide caloporteur qui élimine la chaleur perdue. Le panneau solaire hybride permet d’exploiter cette chaleur de manière similaire à un panneau solaire thermique.
L'efficacité énergétique globale (c'est-à-dire en considérant la chaleur récupérée et l'électricité produite comme un effet utile) dépasse normalement 40 % et peut atteindre 50 à 60 % dans des conditions favorables.
Types de panneaux solaires hybrides
Il existe différents types de panneaux solaires hybrides :
1.- Panneaux solaires avec chambre à air frontale
Les capteurs solaires dotés d'une chambre à air frontale exploitent l'effet de serre. Ils sont utilisés presque exclusivement pour l'échange thermique avec l'air.
2.- Panneaux solaires sans chambre à air
Les panneaux solaires sans chambre à air sont le type de collecteur le plus courant. Dans ce type de capteurs, l'échange d'énergie thermique s'effectue à l'arrière du capteur photovoltaïque.
Ce type de panneau présente l'avantage d'une localisation en arrière des canalisations d'alimentation et d'extraction du fluide, ce qui autrement poserait des problèmes d'ombrage.
3.- Capteurs solaires liquides
Par rapport à un panneau photovoltaïque normal, dans un collecteur de liquide, on ajoute un échangeur de chaleur et son isolation.
Cet échangeur peut être de diverses formes :
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Dans les cas les plus courants, il est constitué de tubes de cuivre collés sur la feuille support.
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Avec un échangeur à rouleaux en aluminium qui permet une meilleure transmission de la chaleur.
L'échange thermique avec le collecteur liquide est très efficace pour refroidir les cellules photovoltaïques, augmentant ainsi leurs performances.
4.- Panneaux solaires à concentration
En abandonnant l’utilisation de cellules en silicium et en introduisant la technologie des couches minces, il est possible de concevoir un panneau hybride utilisant la concentration solaire.
Une application intéressante voit la présence d’un concentrateur de rayonnement solaire. Au foyer du concentrateur, un tube est placé sur la surface latérale duquel repose un film de cellules solaires en couches minces.
Cette configuration permet d'atteindre des rendements de cellules photovoltaïques plus élevés. Dans le même temps, l’évacuation de la chaleur est plus efficace.