Systèmes d'énergie solaire 101

Bonjour, mon ami, bonjour à nouveau ; aujourd'hui, nous nous réunissons pour parler des systèmes d'énergie solaire 101 et espérons que le blog pourra vous aider.

Exploiter l’énergie solaire pour alimenter les maisons est une option viable et de plus en plus rentable pour les propriétaires.

L'énergie solaire peut être utilisée pour effectuer toutes sortes de travaux dans la maison, depuis l'alimentation en électricité des lumières et des appareils jusqu'au chauffage d'une piscine, d'un spa, d'une douche ou d'une pièce. Mais l'efficacité d'un système solaire dépendra de dizaines de facteurs, notamment de votre lieu de résidence, de votre exposition au soleil, de votre tarif d'électricité, du montant que vous payez pour le chauffage, de votre budget et de votre volonté de faire appel à l'énergie solaire plutôt qu'à vos fournisseurs actuels.

Le cœur de tout système solaire actif, qu'il fournisse de l'électricité ou de la chaleur, est le capteur (parfois appelé panneau ou module). Les systèmes passifs s'appuient sur des forces naturelles pour fonctionner, telles que le mouvement de la chaleur du froid vers le chaud et le fait que les fluides chauds montent. À l'inverse, un système actif nécessite d'autres équipements, tels que des ventilateurs, des pompes et des onduleurs, pour utiliser l'énergie que vous captez du soleil. meilleures entreprises solaires, tel que Puissance solaire und ADT Solaire, peut vous conseiller sur les types de panneaux solaires qui répondront le mieux à vos besoins énergétiques.

Types courants de capteurs solaires

Il existe deux principaux types de capteurs solaires : les capteurs électriques (qui convertissent les rayons du soleil en électricité) et les capteurs thermiques (qui les convertissent en chaleur). Les deux sont généralement installés sur les toits, même si les panneaux peuvent également être montés au sol ou sur un poteau.

Panneaux solaires électriques

Panneaux solaires électriques (parfois appelés modules PV ou photovoltaïques) sont généralement composés de cellules solaires, des plaquettes de silicone de la taille d'une tuile, câblées et assemblées en un panneau ou un module. Elles ont souvent une teinte bleue ou verte, mais peuvent également être noires. Les types de panneaux résidentiels les plus courants capteurs solaires électriques sont:

Modules PV cristallinsLes capteurs solaires électriques constituent la grande majorité des capteurs solaires électriques du marché. Ils sont fabriqués en découpant des lingots de cristal de silicium artificiel, ou pains, en tranches, chacune portant un électron positif et un électron négatif. Les tranches sont reliées entre elles pour former des modules et les modules sont reliés entre eux pour former des réseaux. Lorsque les tranches sont frappées par la lumière du soleil, un courant électrique circule des contacts avant vers les contacts arrière, répartissant la charge d'un module à l'autre.
Modules et stratifiés à couches mincesLes capteurs solaires à couche mince sont fabriqués en déposant divers matériaux semi-conducteurs en couches très fines sur divers substrats, notamment du verre et des supports flexibles. Ils produisent également de l'électricité. Si le matériau semi-conducteur est protégé par du verre, les capteurs solaires à couche mince sont appelés modules. Lorsque le matériau semi-conducteur est recouvert d'une couche protectrice flexible, ils sont appelés laminés. Les modules à couche mince et les laminés ne représentent toutefois qu'une petite fraction des ventes totales de modules solaires, en partie en raison du fait qu'ils nécessitent jusqu'à quatre fois plus d'espace sur le toit pour produire la même puissance en kWh/an. L'application résidentielle qui a suscité le plus d'intérêt pour le PV à couche mince est celle sur joints debout. toitures métalliques (entre les coutures verticales) et comme bardeaux solaires.

Capteurs solaires thermiques

Capteurs solaires thermiques Les capteurs thermiques sont utilisés pour les applications de chauffage, sont généralement plus volumineux et se détachent un peu plus du toit. Il existe cependant de nombreuses exceptions. Certains capteurs thermiques ressemblent à de grandes boîtes plates ou sont dotés de réservoirs cylindriques. D'autres sont constitués d'une série de grands tubes en verre. Les types les plus courants de capteurs thermiques capteurs solaires thermiques inclure:

Capteurs thermiques plansLes capteurs solaires, conçus pour le chauffage, sont généralement des boîtiers rectangulaires de 4 à 5 pouces d'épaisseur avec des couvercles en verre sur le dessus. À l'intérieur du boîtier se trouve une feuille absorbante noircie avec des passages intégrés à travers lesquels un liquide s'écoule pour évacuer la chaleur du soleil. Le liquide chauffé peut ensuite être utilisé pour l'eau domestique ou pour le chauffage des locaux. Des tubes traversent le boîtier du capteur, ce qui permet de le connecter à des capteurs supplémentaires ainsi qu'aux conduites d'alimentation et de retour. Le liquide qui circule dans le capteur est généralement de l'eau ou de l'antigel (glycol), ou une combinaison des deux.

Capteurs à tubes sous vide, un nouveau type de capteur thermique, est constitué d'une rangée de tubes sous vide, chacun doté de sa propre plaque absorbante et de ses propres tubes. Le liquide évacue la chaleur de la plaque absorbante, tout comme il le fait avec un capteur thermique classique. L'utilisation de capteurs à tubes sous vide a augmenté ces dernières années, mais ils ne représentent encore qu'un faible pourcentage du marché actuel.

Capteurs thermiques non vitrés sont généralement extrudés à partir d'un polymère noir et comprennent une série de tubes à travers lesquels le liquide à chauffer peut être pompé. Les capteurs thermiques non vitrés sont adaptés aux applications à basse température, telles que celles utilisées pour chauffer piscines und spas.

Collecteurs d'air chaud Les capteurs à air chaud sont généralement plus grands que les capteurs qui chauffent les liquides, recouvrant parfois tout un mur extérieur d'un bâtiment. Par conséquent, ils sont plus souvent utilisés dans des applications commerciales. Certains capteurs à air chaud, également appelés capteurs « refroidis par air », sont vitrés. Ces capteurs sont utilisés pour le chauffage des locaux. Ils ne présentent pas de problèmes majeurs, car ils ne présentent aucun risque de gel ou de surchauffe.

Comment fonctionnent les systèmes d'énergie solaire domestique, en bref

Les capteurs solaires électriques convertissent directement le rayonnement solaire en électricité, qui peut être utilisée immédiatement, stockée dans des batteries ou envoyée au réseau électrique. Dans ce dernier cas, le propriétaire reçoit un crédit pour ce qu'il produit, ce qui réduit sa facture d'électricité. En effet, la compagnie d'électricité sert de stockage pour l'électricité produite pendant les périodes de la journée où vous n'en avez pas besoin. Le réseau est également là comme réserve pour les périodes nuageuses, lorsque vous ne produisez pas beaucoup électricité solaire.

Les capteurs thermiques convertissent l'énergie solaire en chaleur. Le rayonnement frappe la plaque absorbante et la chaleur est évacuée par le liquide ou l'air. Des dispositions doivent être prises pour faire face à la surchauffe des systèmes refroidis par liquide, lorsqu'il n'y a pas de demande de chaleur. Si l'on utilise de l'eau, des dispositions doivent être prises pour la congélation. La chaleur peut être utilisée immédiatement ou stockée pour une utilisation ultérieure. systèmes de chauffage solaire de l'eau, un réservoir stocke l'eau chaude. Dans le cas des piscines, c'est la piscine qui fait office de réservoir de stockage.

Dans le chauffage solaire des locaux, la chaleur peut être stockée dans de grands réservoirs d'eau ou dans un type de maçonnerie, y compris des bacs remplis de pierre. L'air chauffé peut être distribué dans différentes pièces par des conduits ou des tuyaux de la même manière que dans les systèmes de chauffage conventionnels.

Retour sur investissement

Diverses lois fédérales et étatiques incitations peuvent être disponibles pour les propriétaires souhaitant installer un système solaire. Vous pouvez découvrir ce qui est disponible dans votre région en vous rendant sur le site Base de données des incitations de l'État pour les énergies renouvelables et l'efficacité (DÉSIR).

En général, les installations de chauffage d'eau chaude sanitaire et de chauffage de piscine ont les délais de récupération les plus courts (5 à 7 ans) et nécessitent les investissements les plus faibles (de 3 000 à 10 000 euros avant les mesures incitatives). Les installations coûtent moins cher dans les climats où les températures glaciales ne posent pas de problème. Les installations d'électricité solaire qui satisferaient une part importante de vos besoins électriques nécessitent des investissements beaucoup plus importants, bien que le coût des composants ait baissé ces dernières années. Si elles sont réalisées pendant la construction, les coûts sont nettement inférieurs.

Les programmes de location, s'ils sont disponibles dans votre région, réduisent également considérablement le coût d'installation d'un système. Le chauffage solaire des locaux nécessite également un investissement important, à moins que vous ne souhaitiez simplement chauffer une ou deux pièces du côté sud de votre maison.

Quel que soit le type de système solaire que vous envisagez, commencez à économiser de l'énergie dès maintenant. Il en coûte beaucoup moins cher d'éteindre les lumières, de prendre des douches plus courtes et isoler le grenier et des murs que d’installer un ensemble de capteurs solaires !

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Note de l'auteur : En plus d'être un contributeur fréquent à BobVila.com, Joe Provey est co-auteur, avec Everett M. Barber, de Convertissez votre maison à l'énergie solaire (La Presse de Taunton, 2010)