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L'ENERGIE SOLAIRE THERMIQUE |
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On désigne par énergie solaire thermique la transformation du rayonnement solaire en énergie thermique. La production de cette énergie peut être soit utilisée directement (pour chauffer un bâtiment par exemple) où indirectement (comme la production de vapeur d'eau pour entraîner des alternateurs et ainsi obtenir une énergie électrique).Le principe général est de concentrer les rayons solaires en un seul endroit.
Dans le domaine de la recherche industrielle, certains systèmes permettent de concentrer l'énergie solaire en un point précis qui peut alors atteindre une température considérable. Une production électrique est alors possible via, entre autres, des turbines à vapeur ou d'autres moteurs thermiques.
Le vendredi 30 mars 2007, à 25 km de Séville a été inauguré une centrale solaire nommée PS10(CF photos) d'une capacité de 11 MW et prévoyant une production d'environ 23 GWh électricique/an. D'autres centrales similaires sont prévues.
La tour solaire de 1 000 mètres de hauteur, est l'un des projets les plus ambitieux de la planète pour la production d'énergie alternative. C'est une usine d'énergie renouvelable qui fournit la même puissance qu'un petit réacteur nucléaire tout en étant plus sûre et plus propre.
Un moteur Stirling(CF photos) relié à une génératrice peut aussi bien utiliser un système de concentrateurs paraboliques ou des capteurs plats à fluide caloporteur, selon son gradient thermique de fonctionnement.
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Le Moteur Stirling est un moteur à combustion externe, le fluide principal est un gaz à une modeste pression et est soumis à 4 cycles : chauffage, détente, refroidissement puis compression. On l'appelait au début moteur à air chaud.
Robert Stirling n'a pas inventé le moteur Stirling, mais il l'a muni en 1816 d'une amélioration suffisamment importante pour lui donner une réelle extension : un récupérateur entre les deux pistons.
Peu connu du grand public, mais une référence des spécialistes, ce moteur a de nombreux avantages. Il fut très répandu au temps de la domination des machines à vapeur.
Actuellement, on sait cependant construire des machines à air chaud ou moteurs Stirling dont le rendement dépasse de très loin celui des moteurs à explosion. |
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE et CHAUFFAGE SOLAIRE |
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A l'échelle d'une habitation individuelle ou collective, il est possible d'installer un chauffe-eau solaire, ou un chauffage solaire : il s'agit de capteurs vitrés installés le plus souvent sur la toiture, dans lesquels circule un liquide caloporteur réchauffé par le rayonnement solaire, qui transmet ensuite la chaleur à un chauffe-eau et éventuellement à un plancher chauffant basse température.
Ce type de chauffage permet habituellement de compléter les types de chauffage de l'eau exploitant d'autres sources énergétiques (électricité, énergies fossiles, biomasse, ...) dans certaines conditions il permet de les remplacer totalement. L'énergie solaire étant parfaitement renouvelable, ce remplacement permet de limiter efficacement les émissions de gaz à effet de serre ou la production de déchets nucléaires, raison pour laquelle l'installation de tels dispositifs est fortement encouragée par de nombreux états et collectivités via la fiscalité, des primes et/ou une obligation d'installation sur les nouvelles constructions.
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| Vue shématique d'un chauffe-eau solaire |
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Chauffe-eau solaire (Joliet-Europe) |
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Ensoleillement en France |
| Selon les régions prévoir un chauffe-eau solaire contenant entre 60 litres pour les zones les plus ensoleillé et 120 litres pour les régions du nord, par personne. Par exemple à Lille pour une famille de 4 personnes prevoir un chauffe-eau solaire de 480 litres c'est à dire 200% des préconisations afin de pouvoir 100% du besoin en eau chaude. |
Rendement:
En Europe occidentale, un chauffe-eau solaire permet de réaliser au minimum (50 %) d'économie sur les besoins en eau chaude, qu'il s'agisse de maisons individuelles (chauffe-eau solaire individuel 'CESI') ou de structures collectives (chauffe-eau solaire collectif 'CSC'). Cela correspond au taux de couverture solaire, c'est-à-dire le rapport entre l'énergie fournie par la partie solaire d'une installation et la fourniture totale de l'installation.
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Lille |
Paris |
Bordeaux |
Marseille |
| Besoin énergétique pour chauffer l'eau kWh/an |
3570 |
3468 |
3311 |
3139 |
| Apport énergétique du chauffe-eau solaire kWh/an |
1775 |
1948 |
2192 |
2355 |
| Couverture solaire (voir la carte d'ensoleillement) |
50% |
56% |
66% |
75% |
| Productivité des capteur en kWh/m² et par an |
444 |
487 |
548 |
589 |
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Exemple de calcul pour un chauffe-eau solaire moyen avec avec 4 m2 de capteurs, pour une famille de 4 avec une consommation quotidienne de 240 litres d'eau chaude à 45°C, circulation forcée et ballon de stockage 250 litres avec échangeur.
www.joliet-europe.com/chauffe-eau-solaire.htm |
Retour sur investissement:
Le temps de retour sur investissement dépend du rendement de l'installation (quantité d'énergie qu'il permet d'économiser). En l'absence de primes et autres avantages il faut parfois compter une vingtaine d'année, cette durée variant beaucoup suivant la zone géographique et l'ensoleillement. Mais si on tient compte du régime fiscal et des primes que cette installation permet d'obtenir dans certains états ou régions ce retour sur investissement peut tomber de trois à sept ans. Le chauffe-eau solaire est un investissement qui s'inscrit dans une gestion de patrimoine dite de bon père de famille.
Règles et normes:
- Exposition plein sud ou, au moins, sud-sud ouest ou sud-sud est.
- Éviter les marquages d'ombres.
- Inclinaisons 30 degrés à x degrés correspondant à la latitude du lieu d'installation.
- Pour des raisons de droit de l'urbanisme, être situé hors périmètre des bâtiments de France, hors Plan de Sauvegarde et de Mise en Valeur (PSMV), hors Site Classé, hors Zone Verte, hors Zone Classée Patrimoine Mondial ou autre Secteur sauvegardé. Mais la jurisprudence du droit administratif évolue en faveur d'une meilleure intégration des énergies écologiques et renouvelables.
- Également, pour raisons liées au droit de l'urbanisme, il faut déposer une Déclaration de Travaux au service du cadastre de la mairie de la commune où est située l'habitation. Si l'administration ne délivre aucune réponse sous 1 mois, la déclaration est réputée comme acceptée tacitement.
- Pour des raisons liées au droit fiscal, cette fois-ci, faire attention de choisir un matériel homologué par l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) afin de pouvoir bénéficier du crédit d'impôt (50 % du prix du matériel hors taxe à l'exception des autres aides existantes) et de faire poser le matériel par un installateur agréé « qualisol » (charte professionnelle à cet égard) pour pouvoir bénéficier des autres abattements et subventions existants aux échelles régionales, départementales et locales.
Subventions:
- Les subventions des régions.
- Prime de la majorité des Conseils Régionaux en France est généralement de 700 euros (notamment PACA, Languedoc-Roussillon et même Nord-Pas-de-Calais). Se renseigner auprés de votre région.
- Prime de divers départements tels que le Vaucluse, les Alpes-de-Haute-Provence ou encore les Alpes-Maritimes (généralement 350 euros, voire plus dans certains cas). Se renseigner auprés de votre département.
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