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Différences entre l’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie solaire thermique

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Technologie, utilisations et avantages de ces deux méthodes basées sur l’énergie solaire

Le Soleil est le fournisseur d’énergie ultime. Le développement du marché des énergies renouvelables est, dans une large mesure, basé sur ce fait. La plupart des technologies vertes qui exploitent actuellement l’énergie solaire, directement ou indirectement. Parmi les sources d’énergie solaire indirecte:

  • Le vent
  • La géothermie de qualité inférieure (utilisée dans les systèmes de pompe à chaleur géothermique)
  • Les marées
  • Les vagues sont soit largement utilisées et (éolien) bien établies (géothermie de qualité inférieure) ou en cours de développement (marée et vagues).

La source directe d’énergie solaire consiste en des rayons solaires qui atteignent l’atmosphère. Ils peuvent être collectés par deux technologies différentes : le photovoltaïque solaire (également connu sous le nom de PV solaire) et les systèmes solaires thermiques. Si vous êtes intéressé par les systèmes solaires, nous vous offrons un service gratuit, facile à utiliser et personnalisé qui vous permettra de recevoir des devis de différents fournisseurs d’énergie solaire. Il vous suffit de remplir le formulaire à droite. Voyons comment ils fonctionnent et quelles sont les différences entre eux.

Technologie

La différence fondamentale entre l’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie solaire thermique réside dans leurs principes de fonctionnement. Le PV solaire est basé sur l’effet photovoltaïque, par lequel un photon (l’unité de base de la lumière) frappant une surface faite d’un matériau spécial génère la libération d’un électron. Le solaire thermique, par contre, utilise la lumière du soleil pour chauffer un fluide (selon l’application particulière, il peut s’agir d’eau ou d’un autre fluide).

L’effet photovoltaïque ne se produit que dans un nombre réduit de matériaux, appelés semi-conducteurs (silicium – monocristallin, polycristallin et tellurure de cadmium et amorphe), qui, après des procédures chimiques spécifiques, permettent la génération d’un courant électrique lorsqu’ils sont exposés à la lumière. Ces semi-conducteurs sont formés en couches minces qui forment l’élément central des cellules solaires, l’élément de base d’un système solaire photovoltaïque, qui produisent un courant continu.

Les cellules solaires sont intégrées dans de plus grandes structures connues sous le nom de panneaux solaires, où les valeurs souhaitées de courant et de tension peuvent être atteintes. Pour les systèmes connectés au réseau (qui représentent une grande partie du marché), l’utilisation d’un onduleur est nécessaire (pour convertir le courant continu généré par les cellules en courant alternatif, utilisé dans le réseau).

Le principe de fonctionnement des systèmes solaires thermiques est beaucoup moins sophistiqué, mais aussi utile pour la production d’énergie consommable que l’effet photovoltaïque. Il s’agit du chauffage direct de l’eau (ou d’autres fluides) par la lumière du soleil. Que la conversion d’énergie a lieu sur différents appareils en fonction de la plage de température à laquelle le fluide de travail est chauffé.

Les capteurs à basse et moyenne température peuvent être des panneaux plats ou des tubes sous vide. Les capteurs haute température se composent de systèmes solaires concentrés, tels que les augets paraboliques, les réflecteurs Fresnel, les paraboles Stirling et les tours solaires.

Utilisation

En ce qui concerne l’utilisation de ces technologies, la première étape consiste à séparer les petits systèmes solaires domestiques des centrales électriques, tant en photovoltaïque qu’en thermique.

En ce qui concerne les centrales électriques, les systèmes photovoltaïques et thermiques ont pour objectif commun la production d’électricité. Alors que les systèmes PV produisent de l’électricité directement à partir de l’énergie solaire, les systèmes thermiques chauffent un fluide (eau, huile, sats, air, etc.) qui fera fonctionner une machine à vapeur, une turbine à gaz ou similaire. Cette électricité est transférée au réseau, sous forme de courant alternatif et avec la valeur de tension requise.

Dans le cas des centrales photovoltaïques, la capacité des plus grandes centrales est supérieure à 500 MW, tandis que celle des plus grandes centrales thermiques est inférieure à 400 MW. Les deux types connaissent une croissance rapide dans de nombreuses parties du monde, dont beaucoup sont en cours de construction et d’autres prévus.

Les installations photovoltaïques résidentielles produisent de l’électricité en courant continu directement à partir de l’énergie solaire. Il existe deux types de systèmes PV résidentiels : connectés au réseau et « hors réseau » ou « autonomes ». Les premiers offrent la possibilité d’alimenter le réseau (qui est encouragé par des incitations économiques) par l’intermédiaire d’un onduleur. Ces derniers sont entièrement dédiés à l’autoconsommation (éclairage, chauffage, eau chaude, etc.) et nécessitent l’utilisation de batteries pour séparer la consommation de la production.

L’utilisation principale des systèmes solaires thermiques résidentiels est le chauffage de l’eau. Ils fonctionnent généralement en combinaison avec des systèmes de chauffage central (gaz ou fuel) au mazout, qui commencent à fonctionner lorsque la température dans le réservoir d’eau tombe en dessous d’une certaine valeur. Ainsi, ces systèmes peuvent fournir de l’eau chaude toute l’année, même dans des climats frais. Alternativement, les systèmes thermodynamiques peuvent chauffer l’eau en utilisant le compresseur intégré, si vous utilisez toute l’eau ; de cette façon, vous pouvez établir un système indépendant des fossiles. Les systèmes solaires thermiques peuvent également être utilisés pour le chauffage des locaux (ce qui est relativement courant dans des pays comme la Suède).

Avantages et inconvénients

Quelques-uns des avantages les plus importants du PV solaire :

  • En ce qui concerne les centrales électriques, la conception photovoltaïque est beaucoup plus simple que la conception thermique. Une centrale photovoltaïque est constituée de nombreux panneaux solaires connectés en parallèle et en série. D’autre part, la production d’électricité à partir de la technologie solaire thermique implique la transmission d’énergie d’un fluide chaud à un générateur. Cela a conduit à des conceptions différentes et complexes, dont certaines ont été mentionnées plus haut.

 

  • À plus petite échelle, les systèmes PV domestiques sont plus polyvalents que les systèmes thermiques, puisqu’ils peuvent alimenter de nombreux appareils (le solaire thermique se limite au chauffage des locaux et de l’eau). Ils ont aussi une durée de vie plus longue.

Certains des avantages les plus remarquables de l’énergie solaire thermique sont:

  • La possibilité de stocker l’énergie produite, car les centrales thermiques ne convertissent pas directement l’énergie solaire en électricité et les systèmes thermiques domestiques comprennent toujours un réservoir d’eau où la chaleur peut être stockée. Les systèmes photovoltaïques, au contraire, souffrent d’une intermittence inhérente qui découle de la lumière du soleil. Le stockage de l’électricité n’est normalement pas considéré comme une option, en raison des pertes d’énergie qui le rendent vraiment inefficace. Il en résulte un approvisionnement en électricité plus uniforme et plus fiable par les centrales thermiques.
  • La technologie solaire thermique à usage domestique est beaucoup moins compliquée que l’énergie solaire photovoltaïque. Il est important de souligner que la production d’énergie pour les utilisations résidentielles varie des systèmes thermiques aux systèmes photovoltaïques. Thermique générer de la chaleur, tandis que l’électricité PV. Les panneaux thermiques sont également plus efficaces en termes d’espace.

 

 

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