6. Énergie solaire thermique (Comment capturer la chaleur du soleil ?)

Pour le moment, la plupart des capteurs solaires thermiques sont couplés à un système de stockage à court terme de la chaleur. Il s'agit en général d'un ballon d'eau chaude bien isolé qui dessert le réseau d'eau chaude sanitaire et/ou le système de chauffage du bâtiment. L'eau chauffée sur le toit exposé au soleil est transitoirement stockée dans le ballon avant de restituer sa chaleur. La capacité de stockage suffit en général pour quelques jours.
Sur l'année, les systèmes solaires ne produisant que de l'eau chaude sanitaire couvrent en général 60 % des besoins ; les systèmes combinés servant également au chauffage en couvrent environ 30 %.

Mais alors, comment chauffer en étant totalement neutre en carbone ?
L'idéal d'un point de vue énergétique est de combiner solaire thermique, solaire photovoltaïque, pompe à chaleur et sonde géothermique. La pompe à chaleur a besoin d'électricité et celle-ci peut être fournie par les panneaux solaires. Par ailleurs, si l'eau est préchauffée, la pompe à chaleur consomme moins de courant.
La chaleur produite en excédent par les collecteurs solaires en été et en automne peut être transportée dans le sol via la sonde géothermique et peut y être stockée, de sorte que la pompe à chaleur consomme moins d'électricité l'hiver.

Panneaux solaires hybrides
Un panneau solaire hybride combine les fonctions photovoltaïque et thermique. Il comprend des cellules photovoltaïques installées sur un capteur thermique sous-jacent. Ce dernier emmagasine certes un peu moins de chaleur mais le rendement de production électrique peut s'en trouver augmenté. En effet, plus les cellules photovoltaïques chauffent, plus leur rendement est faible. Le capteur thermique prélève une partie de la chaleur et refroidit donc les cellules.

Les panneaux solaires hybrides sont encore peu employés. En Suisse, une utilisation entièrement nouvelle est en train d'être testée dans un bâtiment de bureaux (Mojic et al., 2018). L'idée est d'utiliser les panneaux à la fois pour chauffer et pour refroidir les locaux grâce à une plaque de stockage de chaleur installée dans le sol. L'été, les capteurs thermiques peuvent libérer de la chaleur dans l'air refroidi pendant la nuit lorsque la plaque s'est trop fortement chauffée pendant la journée. Le solaire thermique s'intègre alors parfaitement dans un système global intelligent.

Pour en savoir plus:

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