Récupérer l’énergie gratuite du soleil avec un panneau ou capteur solaire : Oui mais sous quelle forme ? Quel type de panneaux utiliser en fonction de mon besoin ? Pour s’y retrouver, il faut penser au soleil comme un « flux d’énergie » à capter et transformer. Et répondre aux quelques questions suivantes :
Sous quelle forme est captée l’énergie solaire ?
L’énergie solaire peut être captée sous plusieurs formes :
- sous forme de lumière à travers une surface transparente ou translucide ;
- sous forme de chaleur par effet de serre : la lumière qui transporte de l’énergie traverse une vitre et échauffe l’air d’un volume intérieur. Si la vitre est très isolante, l’air chaud est emprisonné dans le volume chauffé. Vitrages au sud, vérandas, serres sont les méthodes les plus simples et les plus directes permettant de bénéficier de l’énergie du soleil ;
- sous forme de chaleur par chauffage d’un fluide caloporteur (le plus simple et efficace est l’eau). Par le jeu d’échangeurs, la chaleur est transférée selon le besoin à l’eau chaude sanitaire (chauffe-eau solaire) ou à un plancher chauffant ;
- sous forme d’électricité par transformation photovoltaïque. Le panneau est bombardé par les photons solaires qui déplacent des électrons dans la matière du panneau et produisent un courant électrique.
Capter l’énergie solaire, une évidence mais sous quelle forme ?
Des solutions astucieuses « 2 en 1 »
Pour optimiser l’énergie captée par unité de surface et enrichir les applications possibles, des solutions « 2 en 1 » sont désormais disponibles. Citons :
- Les vitrages solaires photovoltaïques : laissent passer la lumière tout en produisant de l’électricité.
- Les vitrages thermiques : combinent la fonction fenêtre et chauffage (air ou eau).
- Les panneaux hybrides : mixte thermique+ photovoltaïque : eau chaude + électricité.
- Les panneaux aéro-voltaïques : air chaud + électricité.
Dans le cas des combinaisons photovoltaïque + thermique, l’évacuation de chaleur par le circuit thermique permet en outre de refroidir le panneau et d’améliorer le rendement photovoltaïque.
Quelle est l’utilisation visée ?
Pour chauffer, il vaut mieux capter de la chaleur !
Dans la plupart des logements, la majeure partie de l’énergie nécessaire reste celle du chauffage et de l’eau chaude sanitaire.
Le moyen le plus simple et logique est donc de capter l’énergie solaire sous forme de chaleur. Une conception bioclimatique utilisant des vitrages exposés au sud limitera les besoins de chauffage.
Une fenêtre est aussi un capteur solaire efficace © HQuality
Des panneaux solaires thermiques pourront produire de l’eau chaude solaire et une partie des besoins de chauffage. De plus, la chaleur est relativement facile à stocker pendant la journée de façon économique dans un mur (terre, brique) présentant grande inertie ou dans une masse d’eau chaude contenue dans un réservoir bien isolé.
L’énergie solaire pourra être restituée ou utilisée au moment des besoins.
L’effet photovoltaïque pour couvrir les besoins électriques en journée
L’électricité est une énergie noble utilisable pour tous les usages : appareils ménagers, éclairage, outillage, informatique et même transformation en chaleur. Par contre, elle présente quelques contraintes majeures :
- Pour une même surface, l’énergie solaire incidente est transformée en électricité à hauteur de 15 à 20 % maximum pour les technologies courantes quand un panneau thermique peut restituer plus de 60 % de celle-ci.
- Même si le stockage de l’électricité est possible, il est plus difficile et couteux que le stockage thermique. Souvent dans un logement, les usages électriques (éclairage, télévision, informatique) sont pour la plupart concentrés en soirée et donc décalés par rapport au pic de production du milieu de journée.
Le bon usage va donc dépendre de notre capacité à mettre du soleil en bouteille ou de vivre au rythme du soleil.
