Chauffe-eau solaires à plaques plates : une étoile montante sur le marché mondial des énergies renouvelables

Introduction : Une nouvelle vague dans le chauffage de l'eau

Alors que le monde accélère sa transition vers les énergies propres, une technologie unique émerge progressivement dans les pays développés et les marchés émergents : les chauffe-eau solaires à plaques planes BTE. Souvent éclipsés par les chauffe-eau électriques et les chauffe-eau à gaz, ces appareils sont aujourd'hui de plus en plus considérés par les ménages, les entreprises et les établissements publics comme une solution innovante pour réduire les coûts énergétiques tout en progressant vers la neutralité carbone. 

Cet article, basé sur les points de vue des experts du secteur, les dernières données du marché et les commentaires des utilisateurs finaux, fournit une interprétation approfondie du principe de fonctionnement, de la structure technique, des difficultés d'application, des avantages et des applications typiques des chauffe-eau solaires à plaques plates.

Qu'est-ce qu'un chauffe-eau solaire à plaque plane ? 

Les chauffe-eau solaires plans sont des appareils à énergie renouvelable qui chauffent l'eau grâce au rayonnement solaire. Ils se composent principalement de deux éléments principaux :

1. Capteurs plans – généralement installés sur les toits ou dans des espaces ouverts, ils captent l'énergie solaire et la convertissent en chaleur. Leur structure est généralement composée d'une couche d'absorption sombre, d'une plaque de recouvrement transparente, d'une couche isolante et d'un boîtier métallique, permettant ainsi une captation thermique efficace.

2. Réservoir d'eau indépendant : contrairement aux appareils compacts intégrés, le réservoir d'eau d'un système split est généralement placé séparément à l'intérieur ou au sol. Cela réduit non seulement la charge sur le toit, mais empêche également le réservoir d'eau d'être directement exposé aux intempéries et d'être endommagé. 

Le principe de fonctionnement du système repose sur le transfert de chaleur : le fluide en circulation (eau ou antigel) absorbe de l'énergie dans le capteur puis transfère la chaleur au ballon d'eau bien isolé pour fournir de l'eau chaude sanitaire.

Conception scientifique des capteurs plans

Les capteurs plans sont réputés pour leur rendement élevé et leur durabilité. Leurs principales structures comprennent :

1. Couche d'absorption : La surface est recouverte d'un revêtement sélectif pour absorber au maximum le rayonnement solaire et minimiser les pertes de chaleur.

2. Plaque de recouvrement transparente : la couche de recouvrement en verre ou en polymère peut réduire efficacement les pertes d'énergie causées par la convection et le rayonnement.

3. Matériau isolant : Réduit les fuites de chaleur par l'arrière et les côtés.

4. Système de tuyauterie : Des tuyaux en cuivre ou en aluminium sont généralement utilisés pour transporter le fluide chauffé jusqu'au réservoir de stockage d'eau.

En fonctionnement normal, ce système peut chauffer l'eau à 60-80°C (140-176°F), et même dans des conditions d'ensoleillement modérées, il peut répondre à la demande quotidienne en eau chaude, avec une très large gamme d'applications.

Les défauts des chauffe-eau traditionnels

Pour comprendre les avantages des chauffe-eau solaires, il est nécessaire de reconnaître d’abord les inconvénients des méthodes de chauffage traditionnelles 

1. Coûts d'exploitation élevés - Les chauffe-eau électriques et les chauffe-eau à gaz représentent souvent la majorité des dépenses énergétiques mensuelles d'un ménage. Dans certaines régions, la consommation d'eau chaude peut atteindre 30 % de la consommation totale d'énergie du ménage.

2. Dépendance à des ressources limitées – Les chauffe-eau à gaz dépendent fortement des combustibles fossiles et sont fortement affectés par les fluctuations de prix et les situations internationales.

3. Émissions de carbone importantes - Les méthodes de chauffage traditionnelles produisent une grande quantité de dioxyde de carbone et sont un facteur important du changement climatique.

4. Durée de vie limitée - De nombreux chauffe-eau électriques seront mis au rebut dans les 5 à 7 ans en raison de la corrosion, de l'entartrage ou d'une efficacité énergétique réduite.

Les chauffe-eau solaires à plaques divisées répondent directement à ces problèmes et offrent une alternative plus durable et plus respectueuse de l’environnement.

Le principal avantage du système split à écran plat 

1. Conservation d'énergie - En fonction des conditions d'ensoleillement locales, les utilisateurs peuvent réduire leurs dépenses en eau chaude de 50 % à 80 % par an.

2. Réduire les émissions de carbone - Chaque ensemble d'équipement peut compenser 1 à 3 tonnes d'émissions de dioxyde de carbone par an, ce qui le rend particulièrement adapté aux consommateurs soucieux de l'environnement.

3. Structure robuste - Comparés aux systèmes à tubes à vide, les capteurs à plaques plates comportent moins de composants et sont plus capables de résister aux conditions météorologiques difficiles telles que le vent et la grêle.

4. Installation flexible - Le réservoir de stockage d'eau n'est plus fixé au toit, ce qui non seulement réduit la charge sur le bâtiment mais permet également une conception plus esthétique.

5. Soutien politique – Dans de nombreux pays, les utilisateurs qui installent des systèmes de chauffage solaire de l’eau peuvent bénéficier d’avantages fiscaux, de subventions ou de certifications écologiques.

Tendance de développement du marché 

Le secteur des chauffe-eau solaires connaît une croissance rapide. Selon les dernières statistiques de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), d'ici 2023, la capacité installée cumulée des systèmes solaires thermiques mondiaux dépassera les 500 gigawatts (GWth), les chauffe-eau plans représentant une part importante. 

L'Europe demeure le plus grand marché d'application. Dans un contexte de hausse des prix de l'énergie et de problèmes climatiques de plus en plus graves, les chauffe-eau solaires plans sont progressivement considérés comme un « investissement stable et à long terme ». Ils peuvent non seulement aider les utilisateurs à réduire leurs factures d'énergie à court terme, mais aussi continuer à avoir un impact positif sur la société et l'environnement dans les décennies à venir.

Profil de l'entreprise BTE :

Français Soletks Group-BTE est un groupe industriel de haute technologie avec une chaîne industrielle complète de solutions complètes d'utilisation de l'énergie solaire. Ces dernières années, il a vigoureusement développé une activité alternative d'énergie propre basée sur l'énergie solaire. Ses filiales comprennent Dezhou Jinheng New Energy Co., Ltd., Shandong Feitian New Energy Co., Ltd., Shandong Soletks Solar Technology Co., Ltd., Dezhou BTE Co., Ltd., Shandong Shenggao Thermal Power Co., Ltd., et Dezhou Jinnaier New Material Technology Co., Ltd., Zhongye Energy (Beijing) Co., Ltd., Tibet Soletks Energy Technology Co., Ltd., etc. Grâce à la spécialisation et à la technologie, Soletks Group a atteint un taux de croissance composé continu de 88 % au cours des 10 dernières années et une augmentation de 192 fois. Le groupe Soletks a établi ses propres avantages dans la recherche et le développement de technologies de base, la marque, le marché, l'équipe, la gestion, etc. Il dispose de canaux de vente et de service couvrant le marché mondial et ses produits sont exportés vers de nombreux pays et régions. La production annuelle de capteurs solaires à panneaux plats est de 3 GWt (600 000 mètres carrés), se classant au troisième rang mondial pendant trois années consécutives de 2017 à 2019, et au deuxième rang mondial de 2020 à 2021.

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BTE est une organisation innovante dotée d'un centre de recherche et développement technologique, responsable de la conception de systèmes de revêtement sous vide, de films, de capteurs, de bâtiments solaires intégrés et d'autres travaux de recherche et développement. Maîtriser et utiliser avec souplesse des méthodes et des compétences innovantes avancées, participer à des compétitions internationales d'innovation sur le marché et former des équipes de R&D. Avec l'aide des ressources de R&D de l'Académie chinoise des sciences, des connaissances en mathématiques et en physique appliquées au développement systématique, développer un certain nombre d'exemples d'ingénierie CAE (éléments finis), utiliser des méthodes CAE pour résoudre des problèmes techniques dans des travaux de R&D réels et analyser la physique réelle avec des problèmes de méthodes mathématiques. Par exemple, en utilisant l'analyse par éléments finis mécaniques de la structure mécanique, l'analyse par éléments finis fluides de la distribution de l'atmosphère dans le système de pulvérisation cathodique sous vide, l'analyse par éléments finis du champ magnétique de la structure cible (source de pulvérisation cathodique/cathode), l'analyse par éléments finis optiques de la structure du film, l'analyse par éléments finis de transfert de chaleur de l'efficacité thermique du capteur. Les travaux de recherche et développement ont été novateurs de rupture, le cycle de recherche et développement est raccourci et les coûts de recherche et développement sont réduits. En termes de développement de processus, de développement d'équipements et de développement de produits, l'intention de conception du produit peut être réalisée.

L'entreprise possède l'expérience et la capacité de concevoir, de fabriquer et d'intégrer de manière indépendante des lignes de production de revêtements cermet sélectifs solaires par pulvérisation cathodique magnétron à grande échelle, au même niveau technologique que les pays développés. Elle possède également le savoir-faire nécessaire pour concevoir et préparer des revêtements composites composés de matériaux de différentes épaisseurs et compositions à l'échelle nanométrique, afin d'obtenir une absorption, une transmission et une réflexion sélectives dans diverses bandes du spectre.

L'influence de la vitesse d'écoulement du fluide de travail dans le canal d'écoulement du collecteur sur le débit

BTE pratique « l'esprit artisan », vise la perfection, apprend constamment, réfléchit et innove. Du point de vue de l'intégration des ressources et du développement économique durable, elle vise à construire une base de fabrication intelligente d'énergie propre d'excellence mondiale. Grâce à nos produits et services, nous contribuerons à un soleil plus brillant, à un air plus pur, à la protection des eaux limpides et des montagnes luxuriantes, et contribuerons au pic de carbone en 2030 et à la neutralité carbone en 2060 !