Affinage des calculs de rendements

[hpman83]

Bonjour a tous,
je suis en train de finaliser un classeur permettant de faire des calculs de rendement des capteurs solaires pour une installation de chauffage + CESI en prenant en compte les données meteo heure par heure d'une année complete (soit bcp d'heures a calculer: 8760).
Bref, ma question est la suivante a propos des capteurs a tubes. Leur forme cylindrique permet a priori d'avoir un angle d'incidence du soleil toujours parfait tout au long de la journee d'apres ce que j'ai compris. Du coup cela equivaut a une surface plane horizontale sur laquelle on fait subir un suivi constant 1 axe pour etre constamment a 90° par rapport au soleil.
Est ce vous pouvez me confirmer cela car cela a l'air d'avoir une grande incidence (de l'ordre de 15 a 23% environ lors des mois d'hiver) sur l'energie recoltée par le capteur durant l'hiver.

Merci

[patrick07]

Bonsoir,

Pas si simple: La surface du tube qui est au soleil absorbe de l'énergie mais en même temps l'autre côté du tube, qui lui est à l'ombre, en perd...

[remi.450]

Bonjour,

Leur forme cylindrique permet a priori d'avoir un angle d'incidence du soleil toujours parfait tout au long de la journee d'apres ce que j'ai compris.

Si l'angle d'incidence était toujours parfait, on ne se poserait plus la question de la meilleure orientation et inclinaison.

Et là on parle de réfraction totale
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9flexion_totale

[thermitch]

Bonjour,

Ne pas oublier aussi que les tubes se font "plus ou moins" de l'ombre mutuellement.

[Malognes]

Bonjour,

[quote="thermitch"]Ne pas oublier aussi que les tubes se font "plus ou moins" de l'ombre mutuellement.[/quote]

Ce facteur est compris dans l'AIM.

A+

[Malognes]

Bonjour,

[quote="patrick07"]Pas si simple: La surface du tube qui est au soleil absorbe de l'énergie mais en même temps l'autre côté du tube, qui lui est à l'ombre, en perd...[/quote]

Tu as raison mais cela est pris en compte avec l'EN1975-2.

Tu ne peux pas faire des calculs de rendement, il te reste une inconnue : quel serait la température moyenne de l'eau à tel moment de la journée ?

Ce qui est réalisable est :
La surface d'absorbeur exposée au soleil et cela est déjà un gros boulot.

Bon courage.

A+

[hpman83]

La temperature moyenne de l'eau au moment de la journée c'est par contre le systeme le plus facilement calculable.
Je connais pour chaque heure de l'année, la temperature exterieure, l'energie en W/m² reçue, le besoin en W de chauffage de la maison.
En connaissant la puissance de chauffe necessaire, la puissance de chauffe réelle dissipée par les radiateurs (vu que la puissance est donnée a DT50, on peux calculer leur puissance réelle avec un FT inferieur), on en determine la chute de temperature de l'eau du ballon. Donc on a bien la temperature de la flotte et on arrive donc a determiner le rendement a une heure H de nos capteurs. J'ai pas tout detaille les variables prises en compte, on a une petite marge d'erreur egalement mais disons que ca donne un bon ordre d'idée de comment se comporte une installation solaire le long d'une année et notamment de pouvoir voir le comportement entre des jours ensoleilles puis des jours nuageux.

D'aprés mes premiers resultats, on arrive a des taux de couvertures de chauffages un poil plus faible que ce que donne les logiciels qui calculent via les données d'ensoleimement moyennes mensuelles.

Sinon pour la partie du capteur a l'ombre et la perte d'energie je pense que ca dois integré dans le calcul des valeurs n0, a1 et a2 non?

[hpman83]

Bonjour,

Leur forme cylindrique permet a priori d'avoir un angle d'incidence du soleil toujours parfait tout au long de la journee d'apres ce que j'ai compris.

Si l'angle d'incidence était toujours parfait, on ne se poserait plus la question de la meilleure orientation et inclinaison.

Et là on parle de réfraction totale
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9flexion_totale

Pour l'inclinaison on part sur un postulat que le capteur est a x degré et evidement ce dernier n'est jamais parfait, enfin si il sera parfait pour une journée donnéee dans l'année et basta.
Mon exemple c'est le cas d'un capteur orienté plein sud exactement. Si la source de lumiere se deplace autour du cylindre dans un meme plan horizontal que ce dernier, le capteur cylindrique exposé a la lumiere recevra toujours des rayons incidents a 90°.
Dans la realite c'est different car le soleil va d'est en ouest mais egalement monte et descend dans le ciel. Par contre le cylindre c'est equivalent a une surface plane qui fait un suivi sur 1 axe (est a ouest seulement). Du coup, ca ou est capable de le connaitre.

Avec le logiciel Calsol on s'apercoit qu'entre un suivi d'orientation uniquement et un suivi 2 axes (orientation et inclinaison), la difference d'energie en janvier n'est que de 0.8% de mieux alors que en Juillet la difference passe a 9.88% de mieux. ca parait logique car en hiver le soleil reste bas sur l'horizon donc a peu d'ecart du point de vue inclinaison et que les capteurs sont regles pour etre a 65° donc optimisation de l'energie recuperée pendant la periode hivernale.

A mon avis a quelques petites erreurs ca devrait tenir la route, on s'apercoit souvent que au final quelques approximations ne changent pas grand chose au resultat final.

[p_bricoleur]

Bonsoir,

A mon avis a quelques petites erreurs ca devrait tenir la route, on s'apercoit souvent que au final quelques approximations ne changent pas grand chose au resultat final.

A condition que les petites erreurs se compensent.
Ce qui n'est pas toujours facile à déterminer.

Avec des approximations ou petites erreurs qui vont toutes dans le même sens, on peut finir loin de la cilble !

Pour faire des calculs un peu précis, il faut utiliser les positions du soleil et les tables d'IAM du capteur (dans les rapports de test SolarKeymark)

Cordialement,
T.Streiff

[Malognes]

Bonjour,

[quote="Malognes"]Tu ne peux pas faire des calculs de rendement, il te reste une inconnue : quel serait la température moyenne de l'eau à tel moment de la journée ?[/quote]

La température moyenne de l'eau est la moyenne de la température d'entrée et de sortie du capteur.
Cette température moyenne est une variable suivant la puissance solaire reçue (de sans à avec nuages) et ta surface exposée au soleil suivant l'heure et le jour de l'année.

A+

[hpman83]

[quote="Malognes"]Bonjour,

[referp=36122;quote="Malognes"]Tu ne peux pas faire des calculs de rendement, il te reste une inconnue : quel serait la température moyenne de l'eau à tel moment de la journée ?[/quote]

La température moyenne de l'eau est la moyenne de la température d'entrée et de sortie du capteur.
Cette température moyenne est une variable suivant la puissance solaire reçue (de sans à avec nuages) et ta surface exposée au soleil suivant l'heure et le jour de l'année.

A+[/quote]

Bon la temperature d'entrée de l'eau je la connais.
La puissance solaire a une heure donnée H de l'année je l'ai aussi.
Donc en gros il me manque la temperature de sortie de l'eau. Si on part sur un postulat qu'on debite 0.1 a 0.2 litre/min par tube. Je devrais etre capable de calculer la montee en temperature a condition d'avoir la quantité d'eau contenu dans un tube. Si d'ailleurs quelqu'un a cette info, ca m'interesse.

Au passage dans un circuit de chauffage central qui debite quand meme pas mal de litres a l'heure, comment se gere la stratification de l'eau vu que celle ci est brassée en permanence (le volume brassé dans une journée est bien plus important que le volume du ballon de stockage)?

[remi.450]

Bonjour,

Au passage dans un circuit de chauffage central qui debite quand meme pas mal de litres a l'heure, comment se gere la stratification de l'eau vu que celle ci est brassée en permanence (le volume brassé dans une journée est bien plus important que le volume du ballon de stockage)?

Celà mérite un p'tit calcul.
Dans une installation de chauffage avec un débit de 1 m3/h et delta T de 10°C celà fait 11,6 kw. Généralement les conduites sont calculées pour du 1m/s maxi.
Quand l'eau est prélevée dans un ballon de 1000 litres et 2 m de hauteur la vitesse de passage dans le ballon n'est plus que de (2/3600 = 0.0005 m/s).
Et encore cette vitesse de passage est pour un débit maximum quand la V3V est ouverte pour les déperditions maximums (soit 1 renouvellement heure)
Quand est-il de la vitesse dans le ballon quand la demande est souvent plus proche des 50% ?
Et là, la stratification peut se faire.
Mais ne coupe pas trop les cheveux en quatre..pour les autres calculs. Tu dépendras toujours d'un nuage, de l'humidité de l'air, de la polution, etc....
Rémi

[hpman83]

OK donc avec la stratification dans le cas d'un renouvelement de 1 Vol/h et si on perd par exemple 1° de temperature d'eau pour chauffer la maison, en gros pendant toute la premiere heure ma temperature va etre a la temperature T puis l'heure d'apres elle sera a T-1.
Pour les nuages et les conditions meteo je dispose des fichiers méteos donnant les ensoleillement types heure par heure. Donc les passages nuageux moyens apparaissent bien dans le fichier, tout comme les jours de pluie et les jours mi soleil, mi couvert.