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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Options d'utilisation de l'énergie solaire. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives Le soleil est une source d’énergie gratuite, inépuisable et respectueuse de l’environnement qui ne nécessite ni extraction ni transport. La question de la réduction des coûts énergétiques devient chaque année de plus en plus pressante. Nécessaire pour le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude. Les pays développés ont depuis longtemps suivi la voie du remplacement des ressources énergétiques traditionnelles par l’énergie solaire. Les principes du chauffage solaire et du chauffage de l’eau sont utilisés depuis l’Antiquité. Tout le monde sait qu'une surface noire se réchauffe au soleil plus rapidement et plus fortement qu'une surface blanche. Cette propriété est utilisée dans les capteurs solaires ; ils collectent cette chaleur pour chauffer l’eau. En fonction des besoins en chaleur et en eau chaude, des collecteurs sont installés sur le toit du bâtiment et (ou) sur le mur sud, constitués de tubes minces à travers lesquels l'eau est amenée au réservoir de stockage. Le soleil chauffe les tubes, ils chauffent l'eau, l'eau s'accumule dans le réservoir et est ensuite utilisée pour le chauffage ou l'approvisionnement en eau chaude. Tout ce qui est ingénieux est simple ! Capteurs solaires Les installations qui collectent, stockent et transmettent la chaleur solaire sont appelées capteurs solaires. Les capteurs solaires permettent d'obtenir de l'eau chaude et, dans les zones à forte activité solaire, lors de la construction de chaufferies combinées, la chaleur des capteurs solaires peut être utilisée dans les systèmes de chauffage. Cela vous permet de réduire les coûts de chauffage et d'approvisionnement en eau chaude de votre maison. Il existe deux principaux types de capteurs solaires : les capteurs solaires plats et les capteurs solaires sous vide. Capteur solaire plat est un panneau vitré à isolation thermique contenant une plaque absorbante avec un revêtement hautement sélectif. C'est cette plaque qui capte l'énergie solaire et transfère la chaleur vers des tuyaux de circulation remplis de liquide. Malgré l'isolation thermique du fond et des parois latérales du capteur plan, ses performances sont réduites en hiver en raison des pertes de chaleur du côté solaire. Les systèmes de chauffe-eau solaires fonctionnant toute l’année utilisent généralement des capteurs solaires sous vide, bien que des capteurs plats bien isolés soient également possibles. Les collecteurs plats sont largement utilisés en raison de leur faible coût. Capteur solaire sous vide est un ensemble de tubes à vide dans lesquels le rayonnement solaire est converti en énergie thermique. La conception de chaque tube individuel d'un capteur solaire sous vide ressemble à un thermos familier : un tube de verre est inséré dans un autre. Seule la partie extérieure du tube est transparente et la chambre à air est dotée d'un revêtement qui capte l'énergie solaire. Des tubes individuels disposés parallèlement les uns aux autres forment collectivement un collecteur à vide. Nous avons compris comment la chaleur s'accumule dans les tubes collecteurs à vide. Ensuite, il vous suffit de le déplacer vers l'objet à chauffer. Il peut s'agir soit d'un système d'alimentation en eau chaude (ECS), soit d'un système de chauffage ou, par exemple, du chauffage de l'eau d'une piscine. En fonction des besoins en énergie thermique, l'un ou l'autre nombre de capteurs sont sélectionnés, qui sont placés sur le toit et (ou) les murs du bâtiment. Une bonne isolation thermique des capteurs solaires sous vide et un coefficient d'absorption élevé (plus de 95%) leur permettent de travailler à des températures ambiantes basses. Chauffe-eau solaire Un chauffe-eau solaire se compose d'un capteur solaire et d'une batterie. Le soleil chauffe le liquide de refroidissement intermédiaire (antigel spécial ou eau) dans le capteur, qui transfère la chaleur à travers un échangeur de chaleur vers un chauffe-eau à accumulation - un réservoir. dans lequel l'eau chauffée est stockée. Ce récipient doit être bien isolé pour éviter des pertes de chaleur inutiles. Ceux. il devrait retenir la chaleur presque comme un thermos. Un chauffe-eau électrique à accumulation est souvent utilisé comme tel conteneur. L'utilisation du chauffe-eau électrique en capacité permet d'avoir de l'eau chaude en l'absence du soleil. Dans ce cas, le chauffe-eau du chauffe-eau s'allume automatiquement, ce qui maintient la température de l'eau réglée. Le liquide de refroidissement entre le collecteur et le chauffe-eau peut se déplacer de deux manières. La première, la plus simple, est la circulation naturelle. La seconde est la circulation à l'aide d'une pompe spéciale. L'utilisation d'une pompe permet de rendre le système plus efficace, car Grâce à la circulation forcée, il devient possible de transférer plus de chaleur. Les systèmes à circulation naturelle sont généralement appelés passifs et les systèmes à circulation forcée sont appelés actifs. Comment choisir le volume de la chaudière Naturellement, le volume de la chaudière dépend du nombre de personnes vivant dans la maison et de leurs besoins individuels en eau chaude. Lors du choix d'un volume, vous devez déterminer si la maison dispose d'une baignoire, d'un jacuzzi ou simplement d'une douche. Il est très important de prendre en compte le temps que les propriétaires consacrent aux « procédures d'eau ». Par exemple, pour certains, il faut cinq minutes pour prendre une douche, tandis que pour d’autres, cela prend une demi-heure entière. Naturellement, la consommation d'eau dans ces cas sera complètement différente. Comment compter Vous pouvez effectuer un calcul plus précis, en tenant compte de vos besoins individuels. Voici un exemple d'un tel calcul pour une famille de 3 personnes. Supposons que vous preniez une douche à raison de 8 litres par minute pendant 10 minutes, vous utiliserez donc 80 litres d'eau tiède. Les deux autres membres de la famille utilisent la même quantité d’eau. On additionne 80 + 80 + 80 et on obtient 240 litres d'eau chaude. Il faut également de l'eau pour faire la vaisselle, par exemple 4 l/min pendant 15 minutes. Total 240 + 60 = 300 litres. Étant donné que vous utiliserez de l'eau chaude et non de l'eau à 60-70 degrés accumulée dans le chauffe-eau, une chaudière d'environ 200 litres suffira. Si la prochaine grande consommation d'eau chaude n'est prévue que pour le soir, alors l'eau du chauffe-eau aura le temps de se réchauffer à nouveau pendant ce temps, et vous pourrez également prendre confortablement une douche en fin de journée. Si l'énergie solaire n'est pas suffisante pour chauffer l'eau, l'élément chauffant intégré au chauffe-eau s'allumera automatiquement et le chauffage se produira avec son aide. Systèmes complexes En plus des chauffe-eau solaires évoqués ci-dessus, il existe des systèmes entièrement complexes de chauffage et d'alimentation électrique des bâtiments utilisant l'énergie solaire. Leurs composants sont des capteurs solaires et des batteries solaires. De tels systèmes vous permettent de fournir à votre maison non seulement de l'eau chaude, mais également du chauffage et de l'électricité. Pour automatiser le processus et assurer le mode de fonctionnement le plus efficace du système complexe, un centre de contrôle basé sur un contrôleur à microprocesseur est utilisé.
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