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Concept
Capteur solaire thermique
Résumé
Un capteur solaire thermique (ou capteur solaire, ou capteur hélio-thermique, ou encore panneau solaire) est un dispositif conçu pour recueillir l'énergie solaire transmise par rayonnement et la transférer à un fluide caloporteur (gaz ou liquide) sous forme de chaleur. Cette énergie thermique peut ensuite être utilisée pour le chauffage de bâtiments, pour la production d'eau chaude sanitaire ou encore dans divers procédés industriels.
Cette technologie est différente de celle des panneaux photovoltaïques, qui transforment la lumière (les photons) en électricité. Les deux peuvent toutefois être combinées dans des panneaux photovoltaïques et thermiques.
Un capteur solaire thermique est un échangeur de chaleur qui transforme le rayonnement solaire en énergie thermique. Il se distingue d'un échangeur classique sur plusieurs points. La densité surfacique du flux énergétique solaire (irradiance) à la surface de la Terre est variable et faible, dépassant rarement, sans système de concentration, . Par ailleurs, le rayonnement solaire incident a une longueur d'onde entre 0,3 et , bien plus courte que celle du rayonnement émis par la plupart des surfaces radiatives.
Le capteur absorbe le rayonnement solaire incident, le transformant ainsi en énergie thermique qui est ensuite transférée à un fluide caloporteur circulant dans le capteur. Les fluides utilisés peuvent être de l'air, de l'eau ou une huile ou encore un mélange avec du glycol (fluide antigel) notamment pour les systèmes à circulation forcée. Des matériaux à changement de phase (les sels fondus par exemple) sont aussi utilisés pour les systèmes à concentration. L'énergie du fluide caloporteur est ensuite utilisée directement ou stockée pour un usage ultérieur. Le transfert thermique se fait par convection, naturelle ou forcée en fonction du système considéré.
Il existe différents types de capteurs solaires thermiques. Dans la littérature ils sont généralement classés dans deux grandes familles, les capteurs sans concentration (stationnaires) et les capteurs à concentration équipés d'un système de suivi (traqueur) de la course du Soleil.
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