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4. Les différentes applications Au cours de ces deux dernières décennies, de nombreuses possibilités d'utilisation de l'énergie solaire thermique ont été testées. Les applications qui sont aujourd'hui les plus répondues et les plus performantes sont présentées ci-après.
La plupart des capteurs installés en Europe sont utilisés pour la production d'eau chaude sanitaire. Dans les régions du nord de l'Europe un chauffe-eau solaire individuel comprend généralement de 3 à 6 m2 de capteurs installés sur la toiture. L'eau chaude produite par les capteurs est dirigée grâce à un circulateur vers l'échangeur situé dans le ballon de stockage. Dans le sud de l'Europe les installations sont généralement plus petites comprenant de 2 à 4 m2 de capteurs. Le système de circulation se fait souvent sans circulateur selon le principe du thermosiphon. Dans l'ensemble de ces régions, les systèmes de production d'eau chaude sanitaire solaire sont équipés d'un appoint alimenté par une source d'énergie conventionnelle: fuel, gaz, combustibles solides ou électricité.
De nombreux équipements de production d'eau chaude solaire de grande dimension ont également été réalisés pour des hôtels, des hôpitaux ou des logements collectifs. Pour ce type d'installation, les problèmes d'intégration, de rentabilité, de contrôle des équipements et de marketing sont bien maîtrisés, ce qui a permis une forte croissance du marché dans ce secteur d'activité. Le chauffage des bâtiments Dans les régions connaissant une longue saison froide, les systèmes solaires destinés au chauffage sont utilisés généralement comme appoint d'un système de production de chaleur conventionnelle. En Autriche et en Allemagne, les installations mixtes de production d'eau chaude sanitaire et de chauffage sont courantes. La plupart de ces équipements utilisent un fluide caloporteur à base d'eau ainsi qu'un ballon isolé pour le stockage des calories. Certains systèmes utilisent de l'air comme fluide caloporteur. Les capteurs à air sont de plus en plus utilisés en complément de chauffages à air conditionné installés dans des lieux publics, des usines et des bâtiments énergétiquement performants.
Les réseaux de chaleur Depuis 1979, l'alimentation de nombreux réseaux de chaleur suisse, allemands et danois a été complétée avec des capteurs solaires. Des capteurs de grande dimension ont été spécialement conçus pour ce type d'application. Les capteurs sont utilisés pour préchauffer l'eau en amont d'une chaudière conventionnelle. Une installation de ce type comprend généralement de 1.000 à 8.000 m2 de capteurs et apporte de 5 à 15% des besoins de chaleur annuels. L'installation est dimensionnée de manière à utiliser l'énergie solaire en été. Le chauffage des piscines Des capteurs simplifiés non vitrés sont utilisés depuis plus de 20 ans pour chauffer l'eau des piscines. Ces équipements sont généralement constitués d'un absorbeur noir en matière synthétique, posé en toiture ou placé sur le sol à coté de la piscine, et relié au circuit de filtration. Ils permettent d'améliorer le confort des piscines en apportant quelques degrés supplémentaires moyennant un coût d'investissement limité. Leur fiabilité ainsi que les économies qu'ils permettent de réaliser sont prouvées. près d'un millier de piscines ont été équipées de tels systèmes en Europe, essentiellement en Allemagne, Autriche, France, Suisse et Pays-Bas.
Les applications agricoles Le séchage des aliments est l'une des applications les plus anciennes de l'énergie solaire. Les techniques utilisées sont simples et peu coûteuses et font appel la plupart du temps à des équipements fabriqués en auto construction par les agriculteurs. Une deuxième toiture hermétique peut être installée au dessous de la toiture principale d'une grange ou d'un autre bâtiment. L'air circulant dans la "toiture solaire" ainsi créée est réchauffé grâce au rayonnement solaire reçu par le toit principal du bâtiment. Il peut être utilisé ensuite pour le séchage du foin, des fruits et des légumes ou pour toute autre production agricole. Ce type de système couramment utilisé en Scandinavie et en Suisse tend à se développer dans les pays du sud de l'Europe. Les applications industrielles Les procédés industriels utilisent de la chaleur à différents niveaux de température. Alors que de nombreux modèles de capteurs peuvent être utilisés pour produire de la chaleur à basse température, les capteurs sous vide ainsi que certains capteurs plans à haute performance peuvent servir à la production de températures atteignant et dépassant les 100°C. La climatisation La climatisation est une des applications solaires les plus évidentes puisque les besoins les plus importants coïncident avec la période la plus ensoleillée de l'année. Ce champ d'application a connu de nombreuses évolutions récentes avec l'installation de systèmes de climatisation solaires dans des bâtiments à vocation hôtelière. Ils utilisent la chaleur produite à haute température grâce à des capteurs plans à haut rendement ou des capteurs sous vide pour alimenter une machine frigorifique à absorption. Bien qu'encore peu répandue, la climatisation solaire a un potentiel de développement très important.
Les applications à haute température Une centrale solaire thermique peut être utilisée pour produire de l'électricité grâce aux hautes températures obtenues par concentration du rayonnement solaire. Neuf installations de ce type, représentant en tout 2,5 millions de m2 de concentrateurs paraboliques, fabriqués en Allemagne, ont fonctionné depuis 10 ans en Californie.
Compte tenu de la nécessité d'utiliser pendant des périodes prolongées les rayonnement directs du soleil, ces équipements sont réservés à certaines régions du sud de l'Europe. Un grand centre d'essai pour les applications solaires thermiques à haute température est installé à Alméria dans le sud de l'Espagne. 5. Les enjeux sociaux et environnementaux Une des principales motivations des acheteurs de systèmes solaires thermiques est de jouer un rôle actif vis à vis des problèmes sociaux et environnementaux tels que la modification du climat, les pluies acides et l'insécurité d'approvisionnement énergétique. L'installation d'un système solaire thermique est le moyen pour chacun d'apporter une petite, mais réelle contribution, au règlement de ce type de problèmes. Cette démarche ne sauvera pas le monde du jour au lendemain mais s'inscrit de manière très concrète dans la bonne direction.
Impact de la production d'énergie sur l'environnement Les systèmes solaires thermiques constituent une technologie propre. Ils sont silencieux, peuvent s'intégrer facilement et ne sont pas polluants. Ils ont peu de parties mobiles et fonctionnent, comparativement aux autres technologies, à basse température, ce qui a pour effet de rallonger leur durée de vie. la plupart d'entre eux pourront être rénovés ou recyclés après 20 à 30 ans de fonctionnement. Leur fabrication ne nécessite généralement aucun produit chimique toxique. La quantité d'énergie utilisée à cette occasion, correspond à l'économie réalisée pendant la première année de fonctionnement. L'évolution vers un mode d'utilisation de l'énergie plus respectueux de notre environnement s'accompagne nécessairement d'efforts pour économiser et utiliser efficacement cette énergie et développer l'utilisation de sources d'énergie renouvelables telles que le soleil, le vent, la biomasse. Globalement, la ressource solaire est bien plus importante que celle de toutes les autres sources d'énergies renouvelables confondues et devrait constituer de ce fait un axe majeur de toute politique de développement durable et soutenable. En résumé, l'énergie solaire se distingue parmi l'ensemble des autres sources d'énergies pour sa capacité à être rapidement utilisée par une grande partie de la population aussi bien en milieu urbain que rural. Le nombre important d'acquéreurs de systèmes solaires, en augmentation constante, est la démonstration concrète de l'implication croissante des consommateurs vis à vis des problèmes d'environnement. La place de la filière solaire dans l'économie L'industrie solaire thermique européenne regroupait en 1997 plus de dix mille emplois pour la conception, la fabrication, la commercialisation, l'installation et la maintenance des systèmes. Ces travaux très spécialisés font appel à une main d'œuvre qualifiée. Sur la base des tendances actuelles, la croissance du marché entraînera au cours des dix prochaines années la création de 70.000 emplois qualifiés dont le financement pourrait être assuré en partie par la baisse induite des importations de combustibles fossiles. Toutefois un nombre beaucoup plus important d'emplois pourrait être créé si d'ambitieuses politiques de soutien étaient mises en place en faveur du développement des techniques solaires. Ces emplois pourraient être répartis partout en Europe, y compris dans les zones rurales qui ont des taux de chômage élevés.
Une stratégie énergétique Il est clair aujourd'hui que deux grandes réalités s'opposent. L'une concerne l'évolution croissante de la demande d'énergie en Europe et dans le monde pour l'éclairage, le chauffage, le transport et les autres applications. L'autre est liée aux limites de la fourniture d'énergie conventionnelle en terme de possibilité de production locale, de respect des objectifs internationaux de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de capacité de notre environnement planétaire à absorber le CO2 ou les autres polluants sans modifications irréversibles du climat. Les sources d'énergies renouvelables, dont le solaire thermique, peuvent jouer un rôle majeur dans le rapprochement de ces grandes tendances. Retour : Page 1 |
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Solaire thermique 
