Un bassin solaire est un capteur d'énergie solaire de grande taille qui ressemble à un étang. Ce vaste plan d'eau salée fonctionne comme un capteur plan qui absorbe et stocke efficacement l'énergie solaire dans ses couches inférieures et chaudes. Un bassin solaire peut être naturel, mais la plupart sont artificiels. La présence d'eau saumâtre dans un plan d'eau entraîne la formation de couches stratifiées présentant différents niveaux de salinité. Ces couches ont la remarquable capacité d'absorber et de piéger l'énergie solaire et sont appelées bassins solaires.
L'énergie provenant de ces bassins peut être utilisée pour produire de l'électricité , fournir de la chaleur pour diverses opérations industrielles ou agricoles, ainsi que pour alimenter le système CVC des bâtiments.
Fonctionnement des bassins solaires
L'étang est assez profond, mesurant plusieurs mètres de profondeur totale. La couche supérieure d'eau douce est appelée la zone de surface. L'eau salée au fond du lac est appelée la zone de stockage, qui mesure environ un à deux mètres d'épaisseur. Le maintien de la concentration en sel et de la température fraîche de la couche supérieure est crucial pour le bon fonctionnement de ces étangs.
Pour un fonctionnement optimal, les bassins doivent être remplis d'eau claire afin que le rayonnement solaire puisse atteindre le fond. La lumière du soleil réchauffe la partie inférieure du bassin , mais l'eau chaude ne peut remonter car elle est plus salée et plus dense que la couche d'eau douce supérieure. Cette situation crée un effet isolant qui emprisonne la chaleur dans le bassin, empêchant ainsi les déperditions thermiques.
Le vent et l'évaporation contribuent à créer une zone de surface mixte, rafraîchissante et équilibrée. Pour éviter l'accumulation de sel en surface, il est essentiel de renouveler régulièrement cette zone avec de l'eau douce. Cela permettra de contrer la diffusion du sel depuis le fond et de maintenir un gradient de salinité optimal. Une solution saline ou une saumure est ajoutée régulièrement à l'étang pour compenser les pertes de sel.
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Applications des bassins solaires
La chaleur des bassins solaires peut être utilisée de différentes manières.
- En raison de leur capacité à maintenir une température stable, ils sont idéal pour chauffer et refroidir les bâtiments.
- Ces étangs ont le potentiel de produire de l'électricité grâce à l'utilisation d'un dispositif thermoélectrique ou d'un système organique. cycle du moteur de Rankine.
- Les étangs solaires peuvent également être utilisés pour le dessalement à des fins de consommation et d’irrigation.
Avantages et inconvénients des bassins solaires
1. Avantages
L'utilisation de ces étangs présente un avantage remarquable : ils possèdent une masse thermique exceptionnellement importante. Les étangs stockent efficacement l'énergie thermique , permettant ainsi la production d'électricité de jour comme de nuit.
2. Contre
La pénurie d’eau douce est un problème important, en particulier dans les régions désertiques arides, entraînant les inconvénients suivants.
- Les basses températures dans ces étangs limitent leur production d’énergie bien qu’ils soient une source d’énergie.
- La conversion de l'énergie solaire en électricité est généralement inefficace, avec une efficacité moyenne inférieure à 2 %.
- A une quantité importante d'eau douce est essentielle pour assurer des niveaux de sel adéquats dans tout l'étang.
- Dans les zones de haute latitude, ces bassins ne sont pas efficaces en raison de leur surface de collecte horizontale, qui ne peut pas être inclinée pour maximiser la capture de la lumière solaire.
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