solaires photovoltaïques

Chaleur solaire

L’énergie solaire thermique est utilisée pour chauffer l’eau, l’air, les bâtiments et produire de l’électricité. Il existe des systèmes de chauffage solaire passifs et actifs.

La lumière du soleil à travers les fenêtres d’un bâtiment réchauffe l’intérieur passivement. Dans l’hémisphère nord, les bâtiments de chauffage solaire passif ont des fenêtres orientées au sud qui laissent briller le soleil sur les murs ou les sols absorbant la chaleur solaire en hiver. L’énergie solaire est absorbée par les matériaux de construction et chauffe les bâtiments par rayonnement et convection. Les surplombs ou les stores des fenêtres bloquent le soleil d’été pour garder les bâtiments au frais.

Les systèmes de chauffage solaire actif utilisent des capteurs pour chauffer un fluide (air ou liquide) et des ventilateurs ou des pompes pour déplacer le fluide à travers les capteurs, dans un bâtiment ou un système de stockage de chaleur, et de retour au capteur pour être réchauffé. Les chauffe-eau solaires actifs stockent l’eau chauffée à l’énergie solaire dans un réservoir.

Capteurs solaires non concentratifs ou à concentration

Les collecteurs non concentrés ont les mêmes zones de collecteur et d’absorbeur. Les systèmes de chauffage solaire utilisent des capteurs non concentratifs. Lorsque des températures inférieures à 200 ° F sont suffisantes, des capteurs plats sont utilisés pour le chauffage de l’eau et des locaux dans les bâtiments.

Les capteurs solaires plats ont trois parties:

Plaque métallique absorbant l’énergie solaire

Un couvercle transparent qui laisse passer l’énergie solaire et réduit la perte de chaleur de l’absorbeur.

Isolation arrière de l’absorbeur pour réduire les pertes de chaleur

Les chauffe-eau solaires absorbent des tubes métalliques. Un fluide caloporteur est pompé à travers les tubes absorbeurs pour transférer la chaleur vers un réservoir de stockage. Les systèmes solaires pour chauffer l’eau des piscines dans les climats chauds n’ont pas de couvercles d’absorbeur ou d’isolation; L’eau de la piscine circule à travers les collecteurs et retourne à la piscine.

Les ventilateurs déplacent l’air à travers des collecteurs plats et dans les bâtiments.

Capteurs de concentration : la zone d’interception du rayonnement solaire est plus grande que la zone absorbante. Le capteur concentre l’énergie solaire sur un absorbeur. Le collecteur se déplace tout au long de la journée pour maintenir la concentration de l’absorbeur. Les capteurs solaires à concentration sont utilisés dans les centrales solaires thermiques pour générer de la chaleur à haute température.

Environnement et énergie solaire.

Les centrales et les technologies solaires ne produisent pas de pollution ou de gaz à effet de serre. L’énergie solaire peut indirectement aider l’environnement en remplaçant ou en réduisant l’utilisation d’autres sources d’énergie. La production et l’utilisation de l’énergie solaire soulèvent des préoccupations environnementales.

Les technologies solaires utilisent des matériaux énergivores comme les métaux et le verre. L’analyse environnementale du cycle de vie ou du berceau à la tombe peut lier la production de ces matériaux aux systèmes d’énergie solaire. Plusieurs organisations et chercheurs ont constaté que les systèmes photovoltaïques peuvent produire l’énergie utilisée pour les fabriquer en 1 à 4 ans. La plupart des systèmes photovoltaïques ont une durée de vie de 30 ans.

Les cellules et panneaux photovoltaïques (PV) contiennent des produits chimiques dangereux qui doivent être manipulés avec précaution. Certaines technologies de cellules photovoltaïques utilisent des métaux lourds, de sorte que leur manipulation en fin de vie peut être différente. Certains systèmes solaires thermiques utilisent des fluides dangereux pour transférer la chaleur, ce qui peut nuire à l’environnement. Les lois environnementales américaines réglementent l’utilisation et l’élimination des matières dangereuses. Le département de l’Énergie des États-Unis soutient les efforts visant à résoudre les problèmes d’énergie solaire en fin de vie, y compris la récupération et le recyclage des cellules et des panneaux photovoltaïques. Plusieurs États encouragent le recyclage des panneaux photovoltaïques.

Comme pour toute centrale électrique, les grandes centrales solaires peuvent affecter l’environnement. Le défrichement des terres pour la construction et l’installation de la centrale électrique peuvent nuire aux plantes et aux animaux indigènes. L’installation de systèmes d’énergie solaire sur des terres agricoles marginales ou dans des exploitations agricoles peut apporter des avantages économiques et environnementaux aux agriculteurs.

Certaines centrales solaires ont besoin d’eau pour nettoyer et refroidir les capteurs solaires et les concentrateurs. L’utilisation de grands volumes d’eau souterraine ou de surface pour nettoyer les collecteurs dans les zones arides peut nuire aux écosystèmes qui en dépendent. Le faisceau solaire concentré d’une tour d’énergie solaire peut tuer des oiseaux et des insectes.