Bonjour,
Rendement d'un capteur par la méthode européenne:
Le test est réalisé face au soleil et sans réflecteurs.
Extrait de l'article de Fréderic Mykieta sur :
http://www.alpilles-solaires.fr/CP_CSV_ ... rtout.html
Les données et formules de base sont données dans la norme EN12975-2, § 6.14.85.5 page 43, téléchargeable ici.
La courbe de rendement d'un capteur est définie par l'équation suivante:
n = n0 - a1 . ((Tm-Text) / H) - a2 . H . ((Tm-Text) / H)²
avec:
n = rendement du capteur
n0 : Coefficient de conversion optique du capteur (%)
a1 : Coefficient de déperditions thermiques par conduction du capteur (W/m².K)
a2 : Coefficient de déperditions thermiques par convection du capteur (W/m².K²)
Tm : Température moyenne du capteur (°C)
Text : Température extérieure (°C)
H : Irradiation solaire (W/m²)
Si DT = Tm - Text , l'équation peut être réduite ainsi:
n = n0 - a1 . (DT / H) - a2 . H . (DT / H)²
Echelles de valeurs:
Le facteur optique (n0) varie suivant la nature du capteur et est calculée suivant la surface d'"apperture" ou d'"ouverture" du capteur. Concrètement, c'est la surface réellement utile du capteur. Pour un capteur plan, c'est la surface totale moins les surfaces liées aux isolants des bords et les surfaces des cornières. Pour un capteur à tubes sous vide, c'est la surface réellement exposées des tubes sur la surface totale en largeur (les espaces entre les tubes sont considérés fonctionnels).
Il varie entre 0,5 et 0,8 et il correspond au rendement maximum du capteur (quand le DT est = à 0).
Le coefficient a1 (exprimé en W/m².K) est représentatif des pertes thermiques par conduction du capteur. Il dépend essentiellement du niveau d'isolation du capteur et de la nature de l'absorbeur.
Le coefficient a2 (exprimé en W/m².K²) est représentatif des pertes thermiques par convection du capteur. Il dépend essentiellement de la qualité de l'absorbeur du capteur et sa nature.
Lors de plusieurs test de rendement instantané de mon installation, les données ne collent pas.
Pourquoi ?
Il faut que je reprenne tout du départ pour trouver le pourquoi point par point.
Autant en faire profiter tous.
Analyse du coefficient de conversion optique du capteur (n0) :
Voir troisième message.
A+
Rendement d'un capteur par la méthode européenne
Modérateurs : ramses, Balajol, monteric, ametpierre, j2c, françois34
-
F.MYKIETA
Bonjour.
Pas de méprise, le rendement ou η (êta en grec) est noté n par simplicité d'écriture (trouver [η] dans la liste des symbole, c'est pas simple)...
η ou n, c'est d'une façon générale, le rendement d'un équipement.
Le rendement, c'est le quotient d'une valeur de sortie sur une valeur d'entrée.
Pour un moteur thermique, le rendement est calculé par la puissance mécanique en sortie d'arbre divisée par la quantité de carburant consommée sur la période (0,5 environ).
Pour un générateur, c'est l'énergie exprimée sous forme de Wh divisée par l'énergie mécanique permettant d'obtenir l'énergie en sortie. (0,7 -> 0,9 environ).
Si le générateur est couplé à un moteur thermique, le rendement total, c'est les kWh électriques obtenues divisé par les kWh contenus dans le volume de carburant utilisé.
pour les capteurs solaires, le rendement est fonction de l'ensoleillement bien sur, mais aussi de la température extérieure.
Plus il y a du soleil, et mieux ça marche et plus il fait chaud et mieux ça marche ?
Les laboratoires tels que SPF (www.spf.ch) ou le cstb (www.sctb.fr) analysent les rendements des équipements solaires, tels que les capteurs.
Pour faire cela, il "suffit" d'avoir la quantité d'énergie envoyée au capteur et mesurer l'énergie qu'il en sort.
C'est plus compliqué qu'un rendement simple, car il faut également intégrer l'inertie de l'équipement.
Concrêtement, on fait quoi? (*)
On envoi un flux lumineux (ou puissance) calibré ou mesuré que l'on observe sur plusieurs heures. comme W=PT nous avons donc un flux lumineux (puissance) et un temps. Cela donne une énergie, exprimable en kWh.
On récupère cette énergie sous forme d'eau chaude que l'on stocke que un ballon (CESI par exemple), ou W1.
Là, pendant le temps d'exposition, on mesure l'élévation de température de l'eau stockée. Les pertes dans le systèmes étant connues (les systèmes sont réutilisables donc on connait par avance les pertes des échangeurs et les pertes liées au stockage (isolation, ...).
Nous avons donc une élévation de température que l'on est capable de mesure en kWh.
W2=Volumex1,16xDT
avec:
W= énergie
1,16 : Conversion calories -> Wh
Volume en m3 pour avoir des kWh, en litres pour avoir des Wh.
DT = (Température finale - température initiale).
le rendement s'exprime donc η=W2/W1.
L'expérience est renouvellée avec:
-différents flux lumineux;
-différentes températures extérieures.
η0 est le rendement du capteur quand DT=0 mais nous pourrions avoir η1 quand DT=1, η2 quand DT=2, ... et ce pour chaque flux lumineux (H1=1W/m², H2=2W/m², ...)
Tout cela nous fait beaucoup trop de chiffres...
Pour simplifier, nous exprimons la formule η=η0-a1T-a2GT².
avec:
a1: Coefficient de déperditions thermiques par conduction;
a2: Coefficient de déperditions thermiques par convection;
T : température réduite = (Tm-Ta)/G
G : Flux lumineux (ou H).
J'espère avoir été clair, bon Noel et Excellente année à tous.
Cdt,
F. MYKIETA
www.alpilles-solaires.fr
(*): expériences volontairement simplifiées par votre serviteur pour la compréhension de tous.
Pas de méprise, le rendement ou η (êta en grec) est noté n par simplicité d'écriture (trouver [η] dans la liste des symbole, c'est pas simple)...
η ou n, c'est d'une façon générale, le rendement d'un équipement.
Le rendement, c'est le quotient d'une valeur de sortie sur une valeur d'entrée.
Pour un moteur thermique, le rendement est calculé par la puissance mécanique en sortie d'arbre divisée par la quantité de carburant consommée sur la période (0,5 environ).
Pour un générateur, c'est l'énergie exprimée sous forme de Wh divisée par l'énergie mécanique permettant d'obtenir l'énergie en sortie. (0,7 -> 0,9 environ).
Si le générateur est couplé à un moteur thermique, le rendement total, c'est les kWh électriques obtenues divisé par les kWh contenus dans le volume de carburant utilisé.
pour les capteurs solaires, le rendement est fonction de l'ensoleillement bien sur, mais aussi de la température extérieure.
Plus il y a du soleil, et mieux ça marche et plus il fait chaud et mieux ça marche ?
Les laboratoires tels que SPF (www.spf.ch) ou le cstb (www.sctb.fr) analysent les rendements des équipements solaires, tels que les capteurs.
Pour faire cela, il "suffit" d'avoir la quantité d'énergie envoyée au capteur et mesurer l'énergie qu'il en sort.
C'est plus compliqué qu'un rendement simple, car il faut également intégrer l'inertie de l'équipement.
Concrêtement, on fait quoi? (*)
On envoi un flux lumineux (ou puissance) calibré ou mesuré que l'on observe sur plusieurs heures. comme W=PT nous avons donc un flux lumineux (puissance) et un temps. Cela donne une énergie, exprimable en kWh.
On récupère cette énergie sous forme d'eau chaude que l'on stocke que un ballon (CESI par exemple), ou W1.
Là, pendant le temps d'exposition, on mesure l'élévation de température de l'eau stockée. Les pertes dans le systèmes étant connues (les systèmes sont réutilisables donc on connait par avance les pertes des échangeurs et les pertes liées au stockage (isolation, ...).
Nous avons donc une élévation de température que l'on est capable de mesure en kWh.
W2=Volumex1,16xDT
avec:
W= énergie
1,16 : Conversion calories -> Wh
Volume en m3 pour avoir des kWh, en litres pour avoir des Wh.
DT = (Température finale - température initiale).
le rendement s'exprime donc η=W2/W1.
L'expérience est renouvellée avec:
-différents flux lumineux;
-différentes températures extérieures.
η0 est le rendement du capteur quand DT=0 mais nous pourrions avoir η1 quand DT=1, η2 quand DT=2, ... et ce pour chaque flux lumineux (H1=1W/m², H2=2W/m², ...)
Tout cela nous fait beaucoup trop de chiffres...
Pour simplifier, nous exprimons la formule η=η0-a1T-a2GT².
avec:
a1: Coefficient de déperditions thermiques par conduction;
a2: Coefficient de déperditions thermiques par convection;
T : température réduite = (Tm-Ta)/G
G : Flux lumineux (ou H).
J'espère avoir été clair, bon Noel et Excellente année à tous.
Cdt,
F. MYKIETA
www.alpilles-solaires.fr
(*): expériences volontairement simplifiées par votre serviteur pour la compréhension de tous.
Modifié en dernier par F.MYKIETA le sam. août 16, 2008 0:34 am, modifié 1 fois.
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Malognes
- Expert Solaire
- Messages : 732
- Enregistré le : dim. déc. 11, 2005 16:06 pm
- Localisation : Mons Belgique
Bonsoir,
Après des heures de recherche, j’ai enfin trouvé l’explication exacte du n0.
Voir le site :
http://energie.wallonie.be/servlet/Repo ... F?IDR=1870
A lire.
La réponse correcte se trouve à la page 18.
Voir aussi la page 27.
A+
Après des heures de recherche, j’ai enfin trouvé l’explication exacte du n0.
Voir le site :
http://energie.wallonie.be/servlet/Repo ... F?IDR=1870
A lire.
La réponse correcte se trouve à la page 18.
Voir aussi la page 27.
A+
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F.MYKIETA
Bonjour à tous.
Comme cela est dit page 17, cette méthode n'est pas la méthode européenne utilisée par les laboratoires de tests.
C'est la méthode "Francaise". Dans ce cas, la formule est:
n=B-K(Tm-Text)/H
avec:
n: Rendement du capteur,
B: Facteur optique du capteur,
K: Coefficient de déparditions du capteur,
Tm: Température moyenne du capteur,
Text: Température extérieure
H: Irradation solaire.
les coefficients a1 et a2 sont remplacés par un seul coefficient et la courbe devient une droite.
Cette formule, la première a avoir été exploitée, a été déterminée, en son temps, par le COSTIC, dont l'ancien directeur, E. MICHEL, est maintenant consultant et formateur "solaire" auprès des professionels.
Cette formule est utilisée notamment par le logiciel de calcul en ligne www.tecsol.fr.
Cependant, et dans beaucoup de cas, cette expression est largement suffisante pour déterminer le comportement de tel ou tel capteur.
Mais comme les laboratoires expriment leurs résultats suivant la méthode européenne, il est important de savoir interpréter les 2 expressions.
Je tiens toutefois à te remercier, Malogne, pour avoir porté à notre (ma) connaissance cet ouvrage très interessant.
Cdt,
F. MYKIETA
www.alpilles-solaires.fr
Comme cela est dit page 17, cette méthode n'est pas la méthode européenne utilisée par les laboratoires de tests.
C'est la méthode "Francaise". Dans ce cas, la formule est:
n=B-K(Tm-Text)/H
avec:
n: Rendement du capteur,
B: Facteur optique du capteur,
K: Coefficient de déparditions du capteur,
Tm: Température moyenne du capteur,
Text: Température extérieure
H: Irradation solaire.
les coefficients a1 et a2 sont remplacés par un seul coefficient et la courbe devient une droite.
Cette formule, la première a avoir été exploitée, a été déterminée, en son temps, par le COSTIC, dont l'ancien directeur, E. MICHEL, est maintenant consultant et formateur "solaire" auprès des professionels.
Cette formule est utilisée notamment par le logiciel de calcul en ligne www.tecsol.fr.
Cependant, et dans beaucoup de cas, cette expression est largement suffisante pour déterminer le comportement de tel ou tel capteur.
Mais comme les laboratoires expriment leurs résultats suivant la méthode européenne, il est important de savoir interpréter les 2 expressions.
Je tiens toutefois à te remercier, Malogne, pour avoir porté à notre (ma) connaissance cet ouvrage très interessant.
Cdt,
F. MYKIETA
www.alpilles-solaires.fr