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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Les capteurs solaires et leur utilisation. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives Depuis l'Antiquité, l'homme utilise l'énergie solaire pour chauffer l'eau. La base de nombreux systèmes d'énergie solaire est l'utilisation de capteurs solaires. Le capteur absorbe l'énergie lumineuse du soleil et la convertit en chaleur, qui est transférée à un fluide caloporteur (liquide ou air) puis utilisée pour chauffer des bâtiments, chauffer de l'eau, générer de l'électricité, sécher des produits agricoles ou cuire des aliments. Les capteurs solaires peuvent être utilisés dans presque tous les processus utilisant de la chaleur. Pour un immeuble résidentiel ou un appartement typique en Europe et en Amérique du Nord, le chauffage de l'eau est le deuxième processus domestique le plus énergivore. Pour un certain nombre de maisons, c'est même la plus énergivore. L'utilisation de l'énergie solaire peut réduire de 70 % le coût du chauffage de l'eau domestique. Le collecteur préchauffe l'eau, qui est ensuite acheminée vers une colonne ou une chaudière traditionnelle, où l'eau est chauffée à la température souhaitée. Cela se traduit par des économies de coûts importantes. Ce système est facile à installer et ne nécessite pratiquement aucun entretien. Aujourd'hui, les chauffe-eau solaires sont utilisés dans les maisons privées, les immeubles d'habitation, les écoles, les lave-autos, les hôpitaux, les restaurants, l'agriculture et l'industrie. Tous ces établissements ont un point commun : ils utilisent de l'eau chaude. Les propriétaires et les chefs d'entreprise ont déjà vu que les systèmes de chauffe-eau solaires sont rentables et capables de répondre aux besoins en eau chaude dans n'importe quelle région du monde. Les gens chauffent l'eau avec l'aide du soleil depuis l'Antiquité, avant que les combustibles fossiles ne prennent la tête de l'énergie mondiale. Les principes du chauffage solaire sont connus depuis des millénaires. Une surface peinte en noir chauffe beaucoup au soleil, tandis que les surfaces claires chauffent moins, les blanches moins que toutes les autres. Cette propriété est utilisée dans les capteurs solaires - les appareils les plus célèbres qui utilisent directement l'énergie du soleil. Les collecteurs ont été développés il y a environ deux cents ans. Le plus célèbre d'entre eux, le collecteur plat, a été fabriqué en 1767 par un scientifique suisse du nom d'Horace de Saussure. Il a ensuite été utilisé pour la cuisine par Sir John Herschel lors de son expédition en Afrique du Sud dans les années 30. La technologie de fabrication des capteurs solaires a atteint presque le niveau moderne en 1908, lorsque William Bailey de la "Carnegie Steel Company" américaine a inventé un capteur avec un corps calorifugé et des tubes en cuivre. Ce collecteur était très similaire au système de thermosiphon moderne (voir ci-dessous). À la fin de la Première Guerre mondiale, Bailey avait vendu 4 000 de ces collectionneurs, et l'homme d'affaires de Floride qui lui avait acheté le brevet avait vendu près de 1941 60 collectionneurs en 000. Le rationnement du cuivre introduit aux États-Unis pendant la Seconde Guerre mondiale a entraîné une forte baisse du marché des chauffe-eau solaires. Jusqu'à la crise mondiale du pétrole en 1973, ces appareils ont été négligés. Cependant, la crise a éveillé un nouvel intérêt pour les sources d'énergie alternatives. En conséquence, la demande d'énergie solaire a également augmenté. De nombreux pays sont vivement intéressés par le développement de cette zone. L'efficacité des systèmes de chauffage solaire n'a cessé d'augmenter depuis les années 1970, grâce à l'utilisation de verre trempé à faible teneur en fer pour recouvrir les capteurs (il transmet plus d'énergie solaire que le verre ordinaire), à une meilleure isolation thermique et à un revêtement sélectif durable. Le potentiel total immédiatement exploitable pour les capteurs solaires est, selon certaines estimations, de 360 millions de m2, ce qui en termes monétaires correspond à 50 milliards de dollars américains avec un taux de croissance annuel de 23 %. En 2005, la superficie des capteurs solaires vitrés dans l'UE s'élevait à 28 millions de m2. De plus, les capteurs solaires non vitrés pour le chauffage des piscines devraient atteindre une surface totale de 20 millions de m2. En raison de la simplicité des systèmes de chauffe-eau solaires, l'entretien est minime. Cela dépend du type de système. Il est nécessaire de vérifier la quantité de liquide dans le système et la pression une ou deux fois par an. Une fois par an, vous devez vérifier si le liquide de refroidissement s'est oxydé. Vous pouvez utiliser du papier indicateur pour cela. Si le liquide du système bout, vous devez le changer, car il pourrait perdre ses propriétés en bouillant. Les exigences de protection contre le gel doivent être prises en compte lors de la conception du système.
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