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| Date : 07.08.2003 De : Service technique Sebasol VD |
capteur solaire | Bonjour,
Question pointue. On va y aller calmement et j'espère être compréhensible
Les équations théoriques de fonctionnement d'un capteur thermique peuvent être trouvées dans la "bible" du transfert thermique
Duffie & Beckman, "Solar engeneering of thermal processes", 2nd ed, John Wiley & Sons, New York, 1991
dont je vous met en append les quelque pages qui traitent le plus cet aspect. Je pense que si vous parlez ou non de feuille téflon c'est que vous avez un absorbeur non sélectif d'epsilon 95% au niveau de la plaque (par exemple simplement peint en noir, une émissivité de 95% est proche de celle d'un corps noir (100%) et correspond par définition physique aux termes "non sélectif"). En ce cas selon Duffie & Beckmann, la perte est de 6.6/3.9 = 70% plus grande qu'avec le téflon. On peut voir d'après les courbes théoriques la loi générale qui dit qu'en première approximation que "non sélectif double vitrage = sélectif simple vitrage". Encore cette loi empirique est d'avantage valable avec le direct qu'avec le diffus, moins performant avec le non sélectif. De notre expérience, on enregistre une baisse de production annuelle de 10% entre non sélectif double vitrage (un vitrage peut être le téflon, mais aussi une vitre de 2mm dessous ou encore un plexiglas. Attention à la tenue en température!) et sélectif simple vitrage dans le cas de l'eau chaude sanitaire et de 25% dans le cas de l'appoint chauffage. Ceci est du au fait que l'eau chaude sanitaire demande une température utile de 55°C, ce qui est peu accessible au diffus en entre saison et met à ce moment relativement à égalité sélectif simple et non sélectif double. Par contre, avec le chauffage à basse température, des température départ de 30-35°C sont possibles ce qui entre dans les possibilités du diffus d'entre saison pour le sélectif simple, au contraire du non sélectif double, d'où la différence de 25% au lieu de 10% (mais non pas 50 ou 100% comme l'aiment à dire les vendeurs ! sur notre site le bâtiment Howald - instrumenté - montre des couvertures solaires de 35 à 50% de la consommation globale annuelle avec 18.2 m2 de capteurs non sélectifs double, en bon accord avec les simulations, donc ce n'est pas "complètement nul" comme aiment à dire les vendeurs. Ceci vient bien entendu du fait que si effectivement le sélectif est meilleur, les vendeurs passent soigneusement sous silence qu'il est meilleur dans la période de l'année ou le gisement solaire est le plus faible : récupérer un peu plus de cacahuètes, c'est quand même récupérer essentiellement des cacahuètes).
Une autre manière de s'y prendre consiste à recourir à Duffie & Beckmann et de considérer par analogie que si un capteur non sélectif double = sélectif simple, alors non sélectif simple = sélectif non vitré, et de calculer le rendement annuel avec du sélectif non vitré en utilisant l'équation empirique connue des capteurs
Nu (rendement) = C0 - C1 x - C2 G x^2
et en utilisant le programme homologué suisse Polysun que vous pouvez télécharger sur le site du SPF Rapperswill à http://www.solarenergy.ch/spf.php?lang=de&intro=1 en version démo (mais 14.5 MB) ou utiliser online.
Pour faire votre simulation de non sélectif simple utilisez le capteur non vitré d'énergie solaire SA qui a le numéro SPF 34
N'oubliez pas que les rendements instantanés n'ont rien à voir avec les rendements annuels et que le premier facteur qui détermine la production par m2 d'une installation solaire ce sont les besoins à savoir la consommation. Et non pas, n'en déplaise aux vendeurs, les quelques % de différence du rendement du capteur. Ensuite, si vous ne soignez pas le reste de l'installation (isolation cra-cra ou insuffisante, absence de siphons en chaufferie etc.), vous allez perdre tout ce que vous gagnez avec votre "meilleur capteur".
En outre, suivant dans quel pays vous êtes, par exemple le Maroc ou l'Algérie, vous vous épargnerez bien des ennuis à prendre le non sélectif simple vitrage que du sélectif, sans compter la question de la faisabilité technique, des fournitures disponibles dans le pays et du coût. Cela dépend essentiellement du taux d'ensoleillement direct et de la température moyenne extérieure lors du fonctionnement du capteur.
Et enfin, pour terminer un mot sur le non sélectif sans vitrage, que beaucoup de gens ont peu ou prou utilisé dans les années 70, par exemple en peignant des radiateurs en noir et les posant sur le toit ou en faisant circuler des lignes sous les tuiles. Il est clair que par de belles journées d'été avec de l'air tranquille, cela peut sembler impressionnant, mais il faut rapeller que le but d'une installation solaire thermique performante est de produire de l'eau chaude en hiver et non en été, ou de toute façon elle en produit bien assez... A nouveau donc, une telle simplification n'a de sens que dans des pays tellement chaud qu'on peut se demander si cela vaut bien la peine de produire de l'eau chaude à moyenne température (je ne parle pas de l'eau bouillante utile en hopital ou buanderie, et qui nécessite pour sa production au moins du non sélectif simple si ce n'est du sélectif simple ou du non sélectif double).En tout cas, sous nos latitudes, une telle installation est en général d'un rendement insuffisant au regard de ce qu'elle coûte, sauf peut-être dans le midi de la France ou en Italie pour épargner de l'électricité directe coûteuse entre... juin et août, quand les besoins en eau chaude sont à priori les plus faibles dans une famille. Avant de se lancer bille en tête dans ce genre de "projet-récup" qui demande quand même presqu'autant d'heures-homme d'autoconstruction que des systèmes plus rationalisés comme le nôtre, il importe de bien être au clair sur votre projet. En particulier, pour la simulation, utilisez le SPF34 et considérez que la surface de SPF34 est de 70% moindre que celle que vous posez. Cela devrait donner une idée approximative de ce que vous produirez, c-à-d, pas grand chose.
Avec nos salutations ensoleillées.
Le Nain dans les Tuyaux
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