Menu

Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Installation solaire thermique

Centrale solaire
thermoélectriques

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

Un panneau solaire hybride (plus correctement défini comme un capteur PVT, un acronyme P hoto V oltaic et T hermal) est un appareil qui permet la conversion de l'énergie rayonnée par le soleil en partie en énergie électrique et en partie en énergie thermique en combinant de l'effet d'un module photovoltaïque et d'un panneau solaire thermique (cogénération photovoltaïque).

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

Ainsi, un panneau solaire hybride est composé d'un capteur photovoltaïque auquel est associé un échangeur de chaleur, capable de chauffer un fluide grâce à la partie du rayonnement solaire non convertie en énergie électrique.

Origine du panneau solaire hybride ou PVT

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 du panneau solaire diminuent avec l'augmentation de la température de la cellule photovoltaïque. Comme ce taux de conversion est de l'ordre de 15 à 20% (pour les cellules en silicium cristallin commun), il s'avère que les 80 à 85% résiduels sont convertis en énergie thermique ou en chaleur sensible (c'est-à-dire que la cellule se réchauffe) et cela Réduit considérablement les performances du panneau photovoltaïque.

A titre d'exemple, pour des cellules polycristallines avec un taux de décroissance de rendement typique de l'ordre de 0,39% / ° C (relatif), un rendement de 17% à 25 ° C chute à 14% à environ 70 ° C.

Une solution à ce problème a été identifiée dans la possibilité de refroidir les cellules à l'aide d'un fluide caloporteurthermodynamique qui évacue la chaleur produite. Un effet secondaire et important est lié à l'exploitation de cette chaleur pour satisfaire un utilisateur thermique, similaire à un panneau solaire thermique.

L'efficacité énergétique générale (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.

Structure d'un capteur solaire hybride PVT

Un capteur solaire hybride PVT est une association d'un capteur photovoltaïque et d'un échangeur de chaleur. Le collecteur photovoltaïque est presque toujours du type glaçure, pour réduire les pertes de chaleur.

Analysons différents types de capteurs solaires.

Capteurs solaires avec chambre à air avant

Les capteurs solaires dotés d'une chambre à air frontale exploitent l'effet de serre. Ils sont utilisés presque exclusivement pour l' échange de chaleur avec l'air.

Capteurs solaires tubeless

Les capteurs solaires tubeless sont les capteurs les plus courants.

Dans ce type de capteurs, l'échange d'énergie thermique s'effectue à l'arrière du capteur photovoltaïque; c'est une structure obligatoire dans le cas du refroidissement liquide, car l' échangeur masquerait les cellules photovoltaïques. Dans les deux cas, il présente l'avantage d'un placement arrière des tuyaux d'alimentation en fluide et de tirage, ce qui autrement poserait des problèmes d'ombrage.

Capteurs solaires liquides

Comparé à un panneau photovoltaïque normal, dans un collecteur de liquide, il y a l'ajout d'un échangeur de chaleur et de son isolation. Cet échangeur peut être de différentes formes; dans les cas les plus fréquents, il est constitué de tubes de cuivre adhérents, de technologies diverses, à la feuille support ou, plus efficacement, il se compose d'un échangeur à rouleaux en aluminium qui permet une meilleure transmission de chaleur. L' échange de chaleur avec le collecteur de liquide est très efficace pour refroidir les cellules photovoltaïques, augmentant ainsi leurs performances.

Concentration de collectionneurs de dollars

En abandonnant l'utilisation des cellules au silicium et en introduisant la technologie des couches minces, il est possible de concevoir un panneau hybride qui voit l'utilisation de la concentration solaire. Une application intéressante voit la présence d'un concentrateur (CPC English Parabolic Concentrator Compound) dans le foyer duquel un tube est placé sur la surface latérale de laquelle est un film de cellules solaires à film mince (par exemple CIS ou CIGS).

Cette configuration permet d'atteindre des rendements plus élevés de cellules photovoltaïques (du fait de la concentration), mais en même temps une évacuation de chaleur plus efficace (puisque la cellule entière est en contact avec le fluide caloporteur).

Auteur :

Date de publication : 6 mars 2018
Dernier examen : 29 août 2018