Chauffage solaire

Chauffage d'habitation par le soleil et stockage de la chaleur par des pierres[N 1]

Le chauffage solaire est utilisé par l'humanité depuis très longtemps, essentiellement dans les pays bénéficiant d'un bon ensoleillement en termes de quantité, de qualité, mais aussi de durée.

Dans les endroits moins favorables, il est possible d’améliorer l'efficacité de la chaleur captée en utilisant l'effet de serre, entre autres grâce à la propriété du verre de piéger le rayonnement infra-rouge[1].

Le stockage de la chaleur peut se faire de différentes manières :

• à l'aide d'un ballon d'eau chaude ;
• à l'aide de pierres ou tout matériau apte à stocker de la chaleur efficacement[2], comme avec le « mur Trombe » ;
• à l'aide de panneaux solaires aérothermiques.

Néanmoins le chauffage d'une habitation nécessite souvent un appoint de calories dans le cas où la durée et la qualité de l'ensoleillement sont insuffisantes[3].

Chauffe-eau solaire à Pékin.

Hormis les régions situées au-delà du 45^e parallèle, qui ne disposent pas d'un ensoleillement suffisamment régulier, il est possible d’installer un chauffe-eau solaire permettant d'obtenir de l'eau chaude, pour l'ensemble de la maison, à moindre frais.

Dans certains pays, tels que la Turquie, la quasi-totalité des maisons sont équipées de chauffe-eau solaires qui sont souvent de simple bidons (huile, essence, etc.) convertis à un usage écologique[4].

Le chauffage de piscine par le soleil repose sur le même principe que le chauffe-eau solaire mais avec des surfaces de captation plus étendues. Par contre l'eau étant en circuit fermé, une pompe est préférable pour assurer une bonne efficacité du système[5].

Séchoir à briques

L’énergie solaire est utilisée depuis des siècles pour faire sécher différents produits comme le linge ou les briques (Voir l'image à droite), mais aussi pour conserver les aliments tel que la viande, les noix[6] et tous les fruits secs, les céréales[7], le foin[8], le tabac[9] ainsi que tout produit ne pouvant être conservé plusieurs mois lorsqu'il est humide.

Cette technique est aussi utilisée pour des produits ne pouvant être conservés humide tel que le linge[N 2] ou devant être sec avant utilisation ou cuisson tel que les briques de construction[10] ou la poterie.

Le séchage solaire est particulièrement utile dans les endroits isolés où la conservation des aliments doit nécessiter très peu d'énergie[11].

Four solaire d'Odeillo en France.

Depuis longtemps, l'homme a découvert les propriétés de la concentration des rayons du soleil à l'aide d'une loupe et permettant d'enflammer un morceau de papier ou tout autre objet nécessitant assez peu d’énergie.

Pour atteindre des températures élevées, il faut concentrer le rayonnement solaire à l'aide de miroirs comme dans le four solaire d'Odeillo dont la puissance est de 1 mégawatt et où l'on peut atteindre, en quelques secondes, des températures supérieures à 3 500 °C.

Pour la cuisson des aliments, dans les pays suffisamment ensoleillées, il existe des fours solaires portatifs[12] faciles à utiliser.

Centrale solaire parabolique Font-Romeu-Odeillo.

Contrairement à la production d’électricité grâce à l'énergie solaire photovoltaïque, les centrales électriques à fluides chauds font que l’énergie solaire est concentrée vers un fluide caloporteur (eau sous-pression, huile ou sels fondus), pour le chauffer et le porter à ébullition.

L’énergie thermique de ce fluide bouillant est alors utilisé pour faire tourner un moteur (exemple : moteur Stirling) ou une turbine qui actionnent un alternateur pour générer de l’électricité[13]^,[14].