Le chauffage solaire actif est un système qui exploite l'énergie solaire à l'aide de dispositifs techniques, tels que des capteurs solaires, pour la convertir en chaleur utilisable dans un bâtiment. Contrairement au chauffage solaire passif, qui repose sur une conception architecturale et des matériaux qui exploitent naturellement la lumière du soleil (par exemple, les fenêtres orientées au sud et l'isolation thermique), le chauffage solaire actif utilise une technologie pour capter et transférer l'énergie solaire vers l'espace de vie.
Un exemple typique de chauffage solaire actif est un capteur solaire , qui absorbe le rayonnement solaire et le transfère à un fluide thermique (comme l'eau ou l'air) qui est ensuite distribué pour chauffer un bâtiment ou fournir de l'eau chaude. Les systèmes actifs peuvent inclure des pompes, des ventilateurs et des commandes pour réguler le transfert de chaleur.
Les principales différences entre le chauffage solaire actif et passif résident dans la nécessité de composants techniques dans les systèmes actifs et dans leur plus grande efficacité, car ils permettent un contrôle plus précis de l'énergie solaire captée. En revanche, le chauffage solaire passif repose principalement sur la géométrie et les matériaux du bâtiment pour exploiter naturellement l'énergie solaire.
Définition du chauffage solaire
L'énergie solaire thermique profite de la conversion directe de l'énergie solaire en énergie thermique . D'autre part, il existe l'énergie solaire photovoltaïque qui convertit la lumière du soleil en électricité. Le système peut ensuite convertir l'électricité générée par les panneaux photovoltaïques en énergie thermique grâce à des pompes à chaleur.
Les panneaux solaires thermiques sont également utilisés pour la production d' eau chaude sanitaire (ECS).
Fonctionnement du chauffage solaire actif
Le fonctionnement du chauffage solaire actif implique l'utilisation de systèmes et de composants spécifiques pour capter et convertir l'énergie solaire en chaleur, qui est ensuite distribuée pour chauffer les espaces ou l'eau.
Le processus opérationnel de base est décrit ci-dessous :
- Récupération d'énergie solaire : Le système de chauffage solaire actif se compose de capteurs solaires installés dans les zones exposées à la lumière directe du soleil, telles que les toits ou les structures autoportantes. Ces capteurs sont conçus pour absorber le rayonnement solaire et le convertir en chaleur.
- Transfert de chaleur : À l'intérieur des capteurs solaires, se trouvent des tubes ou conduits dans lesquels circule un fluide caloporteur, qui est généralement un mélange d'eau et de glycol (pour éviter le gel dans les climats froids). Lorsque le rayonnement solaire atteint les capteurs, le fluide caloporteur s'échauffe.
- Stockage de chaleur : Le fluide caloporteur chaud est dirigé vers un système de stockage thermique, tel qu'un réservoir de chaleur ou un accumulateur. Dans ce réservoir, la chaleur est stockée pour une utilisation ultérieure, permettant ainsi à la chaleur d'être disponible même la nuit ou par temps nuageux.
- Distribution de chaleur : La chaleur stockée est utilisée pour chauffer l'eau ou l'air, selon l'application spécifique. Dans le cas des systèmes de chauffage de l'eau, le fluide caloporteur chaud passe par un échangeur de chaleur qui transfère la chaleur à l'eau potable ou au système de chauffage domestique. Pour les systèmes de chauffage à air, la chaleur est utilisée pour réchauffer l'air qui est ensuite distribué par des conduits ou des radiateurs.
- Contrôle automatisé : La plupart des systèmes de chauffage solaire actifs disposent d'un système de contrôle automatique qui régule le fonctionnement des capteurs solaires et le transfert de chaleur vers le système de stockage et de distribution. Cette commande peut ajuster le fonctionnement en fonction de la demande de chaleur et des conditions météorologiques.
- Complemento de energía convencional : En ocasiones, los sistemas de calefacción solar activa pueden contar con una fuente de respaldo, como calentadores eléctricos o de gas, para asegurar la disponibilidad de calor en situaciones donde la radiación solar no es suficiente, como en días nublados o pendant la nuit.
Différence entre le chauffage solaire actif et passif
La principale différence est que le chauffage actif utilise le rayonnement solaire pour chauffer la maison grâce à un mécanisme supplémentaire. Au contraire, le chauffage passif utilise directement le rayonnement solaire.
- Les systèmes actifs utilisent des éléments mécaniques et électriques supplémentaires. En revanche, les systèmes passifs utilisent directement le rayonnement solaire.
- Les systèmes actifs ne nécessitent pas de conception de construction particulière.
- Dans les systèmes passifs, le rayonnement solaire est capté par un élément de la structure elle-même, tandis que les systèmes actifs nécessitent des collecteurs séparés.
- Nous pouvons utiliser des systèmes actifs dans presque tous les emplacements et types de bâtiments.
- Le chauffage solaire actif est plus coûteux à construire et à exploiter qu'un système passif.
- Dans les systèmes actifs, la chaleur peut être obtenue à partir de l'électricité produite dans les panneaux photovoltaïques.
Le concept d'architecture bioclimatique profite du concept d'énergie solaire passive pour créer un environnement confortable dans la maison.
Avantages
- Source d'énergie renouvelable : L'énergie solaire est une source d'énergie renouvelable et pratiquement inépuisable, qui réduit la dépendance aux combustibles fossiles et contribue à la durabilité.
- Coûts énergétiques réduits : ce système peut réduire considérablement les coûts de chauffage de la maison car il utilise l'énergie solaire gratuite au lieu des sources d'énergie conventionnelles.
- Faible impact environnemental : En s'appuyant sur une source d'énergie propre et en ne générant pas d'émissions de gaz à effet de serre, le chauffage solaire actif contribue à réduire l'empreinte carbone et à atténuer le changement climatique.
- Indépendance énergétique : permet aux propriétaires de maisons ou d'immeubles de générer leur propre énergie thermique, les rendant ainsi moins dépendants des fournisseurs d'énergie conventionnels.
- Systèmes durables : ils ont généralement une longue durée de vie et nécessitent relativement peu d'entretien, garantissant un investissement à long terme.
Désavantages
- Investissement initial : L'installation peut avoir un coût initial important, qui comprend l'acquisition de panneaux solaires, de capteurs solaires et de systèmes de stockage de chaleur.
- Dépendance aux conditions solaires : L'efficacité dépend en grande partie de la quantité de lumière solaire disponible. Par temps nuageux ou la nuit, des systèmes de sauvegarde sont nécessaires.
- Espace requis : L'installation de panneaux solaires et de capteurs peut nécessiter de l'espace sur le toit ou au sol, ce qui peut poser problème sur les propriétés à espace limité.
- Saisonnalité : Le chauffage solaire actif peut être moins efficace en hiver, lorsque les jours sont plus courts et l'intensité du soleil plus faible.
- Coûts de maintenance : Bien que les coûts de maintenance soient généralement faibles, les systèmes de chauffage solaire actif peuvent nécessiter un entretien occasionnel pour assurer un fonctionnement optimal.
