Qu’est-ce que l’énergie solaire et comment ça marche ?

Panneaux solaires thermiques

Les panneaux solaires thermiques peuvent être installés chez des particuliers, afin de réduire la consommation d’eau chaude sanitaire.

• Fonctionnement : ces équipements sont en mesure de produire de l’eau chaude, contrairement aux panneaux photovoltaïques ou kit solaire qui génèrent de l’électricité. Le panneau thermique se compose de cellules, capable de capter le rayonnement du soleil. Les calories qui seront alors absorbées serviront alors à réchauffer un fluide caloporteur, qui se situe à l’intérieur de ces panneaux. Celui-ci sera alors dirigé vers le ballon d’eau chaude, qui permettra de faire monter la température et ainsi de chauffer l’eau. Il est possible d’utiliser un panneau solaire thermique pour produire de l’eau chaude sanitaire, c’est-à-dire l’eau utilisée dans la cuisine, la salle de bain et les toilettes ;
• Avantages : bien évidemment, grâce aux panneaux solaires thermiques, il est possible de réduire significativement sa facture d’électricité et de chauffage et de devenir autosuffisant. Toutefois, l’achat et l’installation de ce type d’équipements représentent un coût non négligeable, qui pourra être amorti uniquement si vous vivez dans une région ensoleillée. En effet, il n’est pas envisageable de produire suffisamment d’eau chaude pour subvenir aux besoins d’un foyer, si les panneaux ne sont pas soumis au rayonnement du soleil de manière régulière.

Nous l’avons mentionné, le panneau solaire thermique se compose de plusieurs capteurs, ceux-ci peuvent être de différentes natures :

• Les capteurs plans : ce sont les plus répandus à l’heure actuelle sur le marché. Constitués d’une plaque noire en métal, ils absorbent les rayons solaires et disposent de tubes, contenant le liquide caloporteur. Ils sont recouverts de verre trempé et assurent une production fiable et performante, grâce à la création d’un effet de serre ;
• Les capteurs tubulaires : la plaque absorbant le rayonnement solaire se trouve cette fois-ci dans des tubes de verre sous vide, afin de préserver la chaleur. C’est la solution qui est recommandée lorsque l’ensoleillement est moindre, car ils possèdent un pouvoir chauffant plus important ;
• Les capteurs plans non vitrés : ce sont les équipements conseillés pour le chauffage d’une piscine. Moins performants, ils sont également plus fragiles car non protégés par une vitre ;
• Les capteurs monoblocs : dans ce cas, un ballon de stockage sera installé sous les capteurs, directement dans le toit. Toutefois, l’inconvénient de ce type de structure est la perte de chaleur, puisque le ballon est directement au contact de l’air extérieur.

Panneaux solaires photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques sont visibles sur les toits des habitations, mais également au sein de parcs photovoltaïques. Leur objectif est de produire de l’électricité.

• Fonctionnement : les panneaux sont équipés de matériaux semi-conducteurs, qui permettent de produire de l’énergie lorsque ceux-ci sont au contact du rayonnement solaire. Les cellules du panneau permettent alors de la transformer en courant continu, lui-même changé en courant alternatif par un onduleur. Dans les régions les plus ensoleillées, il est possible de créer sa propre électricité et d’être autosuffisant grâce à l’autoconsommation. Dans ce cas, le surplus produit sera revendu à un fournisseur d’électricité ;
• Avantages : puisqu’il est possible de revendre une partie de l’énergie produite, les panneaux solaires permettent de générer de l’électricité gratuitement, mais également de gagner de l’argent. La durée de vie d’un panneau solaire est estimée à 20 ans aussi, pendant toute cette période, les propriétaires pourront envisager un revenu de 1800 euros par an sur la revente de l’électricité. D’autre part, l’énergie solaire est une énergie propre, qui limite significativement les rejets de CO2 (même si la production de ces panneaux entraîne une émission de gaz à effet de serre). Précisons également que l’entretien de ce matériel est très simple, il suffit de contacter un professionnel qui viendra nettoyer les différentes cellules et vérifier leur état général ;
• Installation : s’il est possible d’envisager la pose de panneaux photovoltaïques partout en France, la rentabilité ne sera pas aussi élevée dans le Nord que dans le Sud. Toutefois, cela vous permettra de faire quelques économies. Vérifiez que l’inclinaison de votre toit (de préférence orienté sud) soit égale ou supérieure à 30 degrés.

Energie solaire thermodynamique

Les centrales solaires thermodynamiques permettent de produire une température bien supérieure au système solaire thermique, en raison d’une concentration bien plus importante en irradiation solaire.

• Fonctionnement : Grâce à des miroirs qui suivent la course du soleil, les rayons de l’astre sont collectés sur une surface réduite, ce qui permet une montée en température plus rapide et surtout, beaucoup plus importante. Aussi, ces centrales disposent d’une grande quantité de miroirs, dirigeant le rayonnement solaire vers un fluide caloporteur, de la même manière qu’un panneau solaire thermique. Ce fluide permet alors la création d’électricité, grâce à des turbines fonctionnant à vapeur, ou à gaz ;
• Avantages : les centrales solaires thermodynamiques s’avèrent particulièrement compétitives et disposent d’une bonne durée de vie. D’autre part, grâce au stockage de la chaleur, il est possible de créer de l’électricité même lorsque le soleil est couché.

On distingue plusieurs types de centrales thermodynamiques :

• Les centrales à miroirs cylindro-paraboliques, qui est la technologie la plus répandue dans le monde. Dans ce cas, les miroirs utilisés sont courbés ;
• Les centrales solaires à miroirs de Fresnel : ici, les miroirs ne sont pas courbés mais légèrement incurvés, ce qui permet de réduire les coûts. Toutefois, la focalisation est moins bonne ;
• Les centrales à tour : celles-ci utilisent le procédé de concentration par foyer, avec des miroirs suivant la course du soleil et réfléchissant la lumière au sommet d’une tour centrale, sur laquelle est posé un récepteur contenant le fluide caloporteur. Cela permet de réduire les pertes de chaleur ;
• Les centrales à miroirs paraboliques : il s’agit du même procédé de concentration par foyer. En revanche, ici, c’est une parabole qui permet de recueillir le rayonnement du soleil. Il s’agit d’une technologie encore peu connue et peu répandue.