Généralement, lorsque vous pensez aux panneaux solaires, vous imaginez des panneaux solaires photovoltaïques (PV) : des panneaux installés sur votre toit ou dans un espace ouvert et qui convertissent la lumière du soleil en électricité. Cependant, les panneaux solaires peuvent également être thermiques, c’est-à-dire qu’ils convertissent la lumière du soleil en chaleur plutôt qu’en électricité. Les panneaux solaires thermodynamiques sont un type de panneau solaire thermique, également appelé collecteur, qui diffère considérablement des panneaux thermiques traditionnels ; au lieu de nécessiter la lumière directe du soleil, les panneaux solaires thermodynamiques peuvent également générer de l’électricité à partir de la chaleur de l’air.
Points clés à retenir
Les panneaux solaires thermodynamiques peuvent servir de collecteur et d'évaporateur dans les pompes à chaleur à assistance solaire à détente directe (SAHP).
Ils absorbent la chaleur du soleil et de l'air ambiant et n'ont généralement pas besoin de la lumière directe du soleil, bien qu'ils puissent ne pas fonctionner aussi bien dans les climats plus froids.
Des tests supplémentaires sont nécessaires pour évaluer le fonctionnement des panneaux solaires thermodynamiques dans des climats plus froids
Si les panneaux solaires thermodynamiques sont les plus populaires en Europe, certains commencent à arriver sur le marché aux États-Unis.
Comment fonctionne une pompe à chaleur à assistance solaire ?
Les SAHP utilisent l’énergie thermique du soleil et des pompes à chaleur pour produire de la chaleur. Bien que vous puissiez configurer ces systèmes de différentes manières, ils comprennent toujours cinq composants principaux : des collecteurs, un évaporateur, un compresseur, un détendeur thermique et un réservoir d'échange de chaleur de stockage.
Que sont les panneaux solaires thermodynamiques ? Comment travaillent-ils?
Les panneaux solaires thermodynamiques sont des composants de certaines pompes à chaleur à assistance solaire à détente directe (SAHP), où ils servent de collecteur, chauffant le réfrigérant froid. Dans les SAHP à détente directe, ils servent également d'évaporateur : lorsque le réfrigérant circule directement à travers un panneau solaire thermodynamique et absorbe la chaleur, il se vaporise, passant d'un liquide à un gaz. Le gaz passe ensuite par un compresseur où il est sous pression, et enfin vers un réservoir d'échange de chaleur, où il chauffe votre eau.
Contrairement aux panneaux photovoltaïques ou aux panneaux solaires thermiques traditionnels, les panneaux solaires thermodynamiques n'ont pas besoin d'être placés en plein soleil. Ils absorbent la chaleur de la lumière directe du soleil, mais peuvent également extraire la chaleur de l’air ambiant. Ainsi, bien que les panneaux solaires thermodynamiques soient techniquement considérés comme des panneaux solaires, ils ressemblent à certains égards davantage aux pompes à chaleur à air. Les panneaux solaires thermodynamiques peuvent être montés sur des toits ou des murs, en plein soleil ou à l'ombre complète. La mise en garde ici est que si vous vivez dans un climat froid, ils fonctionneront probablement plus efficacement en plein soleil car la température de l'air ambiant peut ne pas être chaude. de quoi répondre à vos besoins de chauffage.
Et l’eau chaude solaire ?
Les systèmes de chauffe-eau solaires utilisent des capteurs traditionnels, qui peuvent soit chauffer un réfrigérant, comme les panneaux solaires thermodynamiques, soit de l'eau directement. Ces collecteurs nécessitent le plein soleil et le réfrigérant ou l'eau peuvent se déplacer dans le système soit passivement par gravité, soit activement via une pompe de contrôle. Les SAHP sont plus efficaces car ils comprennent un compresseur, qui met sous pression et concentre la chaleur dans le réfrigérant gazeux, et parce qu'ils comprennent une vanne d'échange thermique, qui régule la vitesse à laquelle le réfrigérant circule à travers l'évaporateur, qui peut être un panneau solaire thermodynamique. –pour maximiser la production d’énergie.
Comment fonctionnent les panneaux solaires thermodynamiques ?
Contrairement aux systèmes de chauffe-eau solaires, les panneaux solaires thermodynamiques sont encore une technologie en développement et ne sont pas aussi bien testés. En 2014, un laboratoire indépendant, Narec Distributed Energy, a effectué des tests à Blyth, au Royaume-Uni, pour déterminer l'efficacité des panneaux solaires thermodynamiques. Blyth bénéficie d'un climat assez tempéré avec de fortes précipitations et les tests se sont déroulés de janvier à juillet.
Les résultats ont montré que le coefficient de performance, ou COP, du système thermodynamique SAHP était de 2,2 (lorsque l'on tient compte de la chaleur perdue par le réservoir d'échange de chaleur). Les pompes à chaleur sont généralement considérées comme très efficaces lorsqu’elles atteignent un COP supérieur à 3,0. Cependant, même si cette étude a démontré qu'en 2014, les panneaux solaires thermodynamiques n'étaient pas très efficaces dans un climat tempéré, ils peuvent fonctionner plus efficacement dans des climats plus chauds. De plus, à mesure que la technologie continue de progresser, les panneaux solaires thermodynamiques nécessitent probablement une nouvelle étude de test indépendante.
Comment évaluer l'efficacité des pompes à chaleur à assistance solaire
Avant de choisir un SAHP, vous devez comparer le coefficient de performance (COP) de différents systèmes. Le COP est une mesure de l’efficacité de la pompe à chaleur basée sur le rapport entre la chaleur utile produite et son apport énergétique. Des COP plus élevés équivalent à des SAHP plus efficaces et à des coûts d’exploitation inférieurs. Alors que le COP le plus élevé qu'une pompe à chaleur puisse atteindre est de 4,5, les pompes à chaleur avec un COP supérieur à 3,0 sont considérées comme très efficaces.
Heure de publication : 19 juillet 2022