L'énergie solaire active englobe les systèmes de collecte solaire qui utilisent des dispositifs mécaniques ou électriques pour améliorer l'efficacité des panneaux solaires et convertir l'énergie solaire capturée en énergie électrique ou mécanique. Ces appareils comprennent, entre autres, des ventilateurs, des pompes à eau et des trackers solaires.
En revanche, les systèmes solaires qui n’utilisent pas de tels dispositifs sont classés comme systèmes d’énergie solaire passifs, qui profitent directement du rayonnement solaire.
Un exemple d'énergie solaire active est un tracker solaire . Les trackers solaires sont parfois utilisés pour améliorer les performances des panneaux photovoltaïques en les gardant constamment orientés vers le soleil.
Architecture solaire active
Contrairement à l’architecture solaire passive, qui se concentre sur la disposition des éléments architecturaux pour maximiser la lumière naturelle et les gains de chaleur, l’architecture solaire active implique des composants technologiques qui convertissent le rayonnement solaire en énergie utilisable, comme l’électricité ou la chaleur.
Ces systèmes actifs peuvent inclure des panneaux photovoltaïques pour produire de l'électricité à partir du rayonnement solaire, des capteurs solaires thermiques qui captent la chaleur solaire pour des applications de chauffage de l'eau ou de chauffage des locaux, et des systèmes de suivi solaire qui orientent dynamiquement les panneaux solaires pour suivre la trajectoire du soleil pendant la journée et maximiser la capture d’énergie.
Types d'énergie solaire active
L'énergie solaire active peut être photovoltaïque et thermique.
Énergie solaire thermique
L’énergie solaire thermique utilise directement le rayonnement solaire pour obtenir de la chaleur. En général, ce type d’énergie est utilisé pour fournir de l’eau chaude sanitaire. Cependant, les centrales solaires thermiques utilisent cette technologie pour produire de l'électricité – ce qu'on appelle des concentrateurs solaires.
Eau chaude sanitaire et chauffage solaire actif
Les systèmes d'eau chaude sanitaire (ECS) sans thermosiphon utilisent des pompes à eau et d'autres éléments pour faire circuler l'eau dans leurs circuits.
Orientation des capteurs solaires
La plupart des capteurs solaires sont placés sur des supports fixes orientés sud. L'angle est calculé de manière à pouvoir capter à tout moment la plus grande quantité de rayonnement. Mais ces collecteurs seraient plus efficaces s’ils pouvaient modifier à tout moment leur orientation par rapport au Soleil .
Énergie solaire concentrée
Dans le cas de l’énergie solaire concentrée, il est nécessaire d’installer des systèmes de suivi solaire. Ce type d'installation doit concentrer le rayonnement solaire reçu en un point. Pour y parvenir, les miroirs doivent adapter leur inclinaison par rapport à la position du Soleil.
La fonction de ce type de système est utilisée dans les centrales solaires thermiques dans le but de produire de l'électricité.
Énergie solaire photovoltaïque
Le solaire photovoltaïque actif est clairement un système actif. Les panneaux photovoltaïques sont chargés de produire de l'électricité. La transformation en énergie électrique s'effectue dans les cellules photoélectriques qui composent le module.
Ensuite, l’énergie générée passe par des transformateurs et d’autres éléments externes.
Pour augmenter l'efficacité, nous pouvons diriger les panneaux solaires à l'aide d'un moteur électrique. Les performances optimales d’un panneau solaire sont obtenues lorsque le rayonnement solaire frappe perpendiculairement.
Ces installations sont souvent transformées en centrales solaires hybrides. Un système solaire hybride est un système solaire qui reçoit un soutien énergétique provenant d’autres sources d’énergie. Dans ce cas, la source d'énergie peut être un générateur électrique ou d'autres sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne.
Différences entre l'énergie solaire active et passive
Le solaire thermique actif peut générer des fractions d’économies solaires plus élevées que les systèmes passifs en raison d’un meilleur transfert et transport de chaleur.
Une méthode hybride intéressante consiste à utiliser un panneau solaire pour faire fonctionner des pompes ou des ventilateurs. L'analyse des données, à l'aide d'un logiciel de thermodynamique thermique, peut être utilisée pour comparer les résultats de diverses stratégies solaires actives et passives.
Les systèmes solaires passifs ne nécessitent aucune énergie supplémentaire pour fonctionner et n’ont donc aucun coût de maintenance. De plus, ils n’émettent pas de gaz à effet de serre et ne contribuent donc pas à aggraver le changement climatique.