Un module photovoltaïque (PV) composé uniquement de panneaux solaires plats est appelé système photovoltaïque à panneaux plans. Les panneaux plans, ainsi que les modules, exploitent la lumière solaire directe et diffuse. Cependant, si le système est installé à l'horizontale, une partie du rayonnement solaire intense est perdue en raison de l'angle d'incidence oblique du soleil sur le système.
Le type de système solaire le plus répandu, combinant modules solaires plans et panneaux, est le module photovoltaïque plan. Ces panneaux peuvent être installés in situ ou suivre la course du soleil. La lumière directe ou diffuse du soleil affecte leur comportement. Même par temps clair, environ 10 à 20 % de l'énergie solaire totale qui frappe une surface horizontale est constituée de lumière diffuse. Environ 50 % de cette énergie est dispersée les jours de soleil partiel. De plus, toute l'énergie est diffusée par temps nuageux.
Comment fonctionne un capteur à plaque plane ?
Un capteur solaire plan fonctionne grâce au transfert d'énergie thermique . Le fluide caloporteur du capteur photovoltaïque plan capte l'énergie des rayons solaires. La plaque absorbante du capteur reçoit la lumière directe du soleil. Une partie de l'énergie solaire est convertie en chaleur lorsqu'elle frappe la surface de la plaque. La température du capteur solaire plan augmente ainsi. Lorsqu'un fluide traverse le capteur, sa température s'élève sous l'effet de la chaleur transmise par la plaque absorbante.
À l'extrémité du système photovoltaïque à plaques planes, le fluide caloporteur transporte l'énergie thermique des capteurs vers les systèmes énergétiques fonctionnels pour diverses applications. Son fonctionnement repose sur les principes thermodynamiques de premier et de second ordre.
Quels sont les composants d'un capteur plan ?
Les pièces typiques d'un collecteur avec un collecteur plat sont les suivantes :
1. Plaque absorbante : Cette partie intérieure du capteur capte la lumière solaire. L’énergie solaire est transformée en énergie thermique par la plaque absorbante. Dans la plupart des cas, il s’agit d’une plaque sombre composée d’une feuille de cuivre.
2. Tubes ou conduits : La plaque absorbante d’un capteur solaire plan comporte un réseau de conduits. Ces tubes ou canaux permettent la circulation du fluide caloporteur et améliorent sa conductivité thermique entre l’entrée et la sortie.
3. Isolation et vitrage : Ce dispositif minimise les pertes de chaleur de la plaque absorbante. Il se trouve généralement sur les côtés et à l’arrière du capteur. On utilise couramment des panneaux de mousse synthétique (fibre de verre, polyuréthane, etc.) comme isolant.
4. Enveloppe ou conteneur : L’enveloppe sert de fermeture ou de surface d’appui au capteur solaire plan. Tous les composants sont maintenus en place par cette structure en aluminium.
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