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pacobab
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Re: Projet solaire thermique

Message par pacobab »

Bonsoir Patrick et bonsoir à tous,
OPatrick a écrit :Dans une habitation bois comme la mienne, la dalle est le principal pourvoyeur d'inertie. Je ne peux pas m'en passer. Elle sera donc épaisse, et le plus épais possible pour moi est 12 cm (seulement).

Pour le confort, d'accord, si la dalle est à 20 deg, température moyenne du logement. Si la dalle est chauffante, donc à une température différente de l'ambiance, son inertie sera une source d'inconfort.
Cdt,
Jean
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Re: Projet solaire thermique

Message par Tom_43 »

...
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Re: Projet solaire thermique

Message par Geekolo »

pacobab a écrit : Dans ton mémo:
OPatrick a écrit :Ballon
Inox construit sur mesure. 2 cuves alimentaires soudées tête bêche
Attention aux cuves ouvertes à fond plat et à dessus plat. Elles on toutes les peines du monde à tenir la pression. Ici, c'est surtout le dessus qui aura du mal à tenir. Un raidisseur sous forme de deux tôles verticales soudées en croix sur le dessus de ton ballon ne serait peut-être pas un luxe.
Le dessus dis-tu ? J'aurai pensé le dessous car on est en situation de cuve "atmosphérique" mais fermée...
pacobab a écrit :
OPatrick a écrit :Le ballon sera posé vide sur un lit de béton frais afin d’assurer une portance de toute
la surface intérieure.
Mais pourquoi pas tout simplement une dalle de mousse de polyuréthane? et un coup de mousse en bombe au moment de placer le ballon pour être sur de bien répartir la pression. Pour la mousse, il vaut mieux mouiller les surfaces avant de la poser pour la faire polymériser.
Je viens de vérifier et ça semble convenir en résistance à la pression. Pas mal comme idée. Merci !
pacobab a écrit :
OPatrick a écrit :Rafraîchissement de la maison en été par circulation d’eau froide au plafond/sol. La boucle
de décharge se fera par puits canadien hydraulique: tuau PE d20 sur 50m.
50m, ça me paraît pas beaucoup, surtout quand les delta T sont faibles. Allez, on pousse à 200m? C'est pas ça qui va te tuyer! Et puis, c'est bon pour la santé de creuser des tranchées :shock: (c'est pas moi qui creuse :roll:)
Ca marche, c'est parti pour 200m :-)
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Re: Projet solaire thermique

Message par pacobab »

Bonjour Patrick et bonjour à tous,
OPatrick a écrit :Le dessus dis-tu ? J'aurai pensé le dessous car on est en situation de cuve "atmosphérique" mais fermée...
En faisant un petit calcul, je vois que la section de ta cuve fait environ 0,5 m² (2m de haut, 1m³)
Le sol exercera sur le ballon une contre-pression d'environ 0,3bars, l'empêchant de se déformer. 0,3bars, c'est les 2m d'eau de ta cuve (0,2 bars) plus les 500kg de la cuve.
Le dessus subira une force répartie d'environ 500kgf (5000N) par 0,1 bar de pression. Ça n'est pas négligeable.
Mais plutôt que de renforcer le dessus, comme tu as des cuves à fond plat pas faites pour tenir la pression, peut-être pourrais-tu utiliser l'excellente idée suggérée par Ramses, celle de la chambre à air (je dois bien reconnaître que c'est une bonne idée, honte à moi :marteau: ). Je la verrais bien reliée au haut de la réserve, à travers un purgeur automatique, qui laisse passer l'air mais pas le liquide.

Il se pose alors un autre problème, celui de la sécurité et de la soupape associée. À 3 bars, le fond et le dessus de ta cuve subiront une force de 150000 N (ou 15Tonnes force). Je doute que tes fonds plats tiennent cette pression, et si ça tient, tu auras alors une belle cuve à fond et dessus bombés, qui au passage aura peut-être déjà basculé. Problème de sécurité, donc. Ce cas pourrait arriver si le circulateur reste en marche, ou si pour une raison ou pour une autre, il reste du liquide dans les panneaux par plein soleil. Je ne ferai pas de FMECA de ton système, mais c'est un risque à ne pas prendre. Les "anciens sages" de ce site ont peut être une réponse à cette question.
Cdt
Jean
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Re: Projet solaire thermique

Message par Geekolo »

Bonjour Pacobab, bonjour tout le monde,
pacobab a écrit :Patrick, si tu avais utilisé de la laine de verre à la place de ta laine de bois et de ton ouate de cellulose avec les mêmes épaisseurs, tu serais sans doute sensiblement mieux isolé, et en plus, tu aurais de quoi t'acheter un ballon solaire Sailer!
J'ai pris de la ouate de cellulose parce que, dans le désordre :
  • Absence de pont thermique : étant injectée sous pression, elle va dans le moindre interstice (c'est impressionnant), ce qui lui donne une meilleure efficacité globale (à l'époque, j'avais vu des rapports stipulant +15% mesuré / laine en rouleau ou plaque de toute nature). Cette qualité est aussi partagée, dans une moindre mesure, avec les isolants projetés, comme le polyuréthane projeté.
  • Confort acoustique : un son plus neutre, avec une meilleure absorption des sons medium/grave.
  • Déphasage thermique : que tu le crois ou pas, les pics de chaleur l'été en après-midi se trouvent décalés en fin de nuit. Or en ouvrant la nuit pour rafraîchir, on élimine la majeure partie de cette chaleur. Je ne monte pas au dessus de 26°C sous les toits (à améliorer tout de même) lorsque mes voisins mesurent des 28°C...
  • Coût raisonnable : isolation complète de 118 m² habitable (mur 36 cm, toit 40 cm, sol 25 cm, plancher d'étage 35 cm) pour 6200 € de matériau,
  • Gestion humidité : matériau ayant une grande capacité à absorber l'eau sans perdre son pouvoir isolant, contrairement aux laines de verre/roche qui isolent de manière inversement proportionnelle à leur humidité à coeur. Ainsi, lors d'apports exceptionnels en humidité (inondation, casserole oublié sur le feu, 20 personnes pendant plusieurs heures...) l'isolant isole toujours. Il sèchera petit à petit si la composition de la paroi est bien faite. (je sais les pare-vapeur sont censés protéger de certains excès d'humidité... lorsqu'ils sont bien posés :roll: )
  • Tenue dans le temps : on voit sur le web des photos de maisons qu'on démonte au bout de 20 ans ou 30 ans je ne sais plus. La ouate de cellulose n'a pas bougé d'un poil, comme au premier jour ! A contrario les gens qui doivent remplacer la laine de verre au bout de 20 ans car elle s'est tassée, sont légion... Les isolants poly-trucs, eux émettent des gaz tout au long de leur vie et donc : rétrécissent, créant au fil du temps des ponts thermiques ! (hors ceux projetés)
  • Santé : quand tu insuffles de la ouate de cellulose, tu dois porter masques et gants car c'est très poussiéreux et irritant. Mais... la taille de cette poussière est de taille "naturelle", j'entends par là que la vie (l'organisme humain) a créé des défenses efficaces, parmi lesquelles : poils de nez, cellules pulmonaire de taille plus petite. A contrario les laines de verre/roche, lorsqu'elle se brisent, ont des fibres d'une taille si petite qu'elles passent allègrement à travers des défenses naturelles et viennent rentrer dedans les cellules pulmonaires (taille similaire). Certes, en toussant on en élimine plein, mais... Il suffit qu'il en reste 1 de coincé pour que le corps se défende de cet intrus en faisant pousser des cellules autour : un cancer. L'OMS a baissé la dangerosité les laines de verre/roche suite au travail de lobby des St Gobain et consorts...
  • Impact sur la planète : étant fait avec du papier récupéré, l'énergie grise utilisée pour créer l'isolant est une des plus faible qui soit (battu par la paille, le chanvre cependant)
  • Impact sur la planète 2 : la ouate est indéfiniment réutilisable, recyclable, contrairement aux isolants minéraux/chimiques
  • Anti-rongeurs : as-tu vu les dégâts fait par un rongeur dans les isolants classiques ? Ils font des galeries qui nuisent gravement à ton isolation. Très difficile à diagnostiquer et réparer (sans tout casser)... La ouate de cellulose est repoussante pour les rongeurs :-D
Quant à la laine de bois, elle est utilisée en cloison et dans les endroits ordinairement laissés vides :
  • Pour ses qualités sonores. Comparativement aux laines minérales, on a une plus grande douceur sur les plages de fréquences de la voix. Une très grande efficacité sur les aigus. Ça raisonne moins.
  • Santé : comme le bois elles émettent un COV (appelé formaldéhyde). Mais à un taux sans commune mesure par rapport aux isolants à base de chimie (poly-trucs), pas de fibre émise contrairement aux laines minérales (je ne mettrais cependant pas de ouate en cloison)
  • Facilité de pose et non irritant : les enfants peuvent m'aider à la poser !
Comme tu peux le lire Pacolab, le choix des isolants n'a pas été porté par les seules considérations R/coût. Mais chacun fait ce qu'il veut/peut :-)
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Calcul thermique

Message par Geekolo »

Bonjour à tous,
Petit problème de calcul...
J'aimerai estimer la température maximale de l'eau en sortie de capteur en Janvier dans le cas d'utilisation ECS seule.
J'ai l'ensoleillement par chez moi en janvier : 1,364 kWh/m².j
La surface des panneaux : 2,28 m²
Leur nombre : 6
J'ai donc une énergie reçue journalière de : 1,364 * 2.28 * 6 = 18 kWh

Si je prends comme hypothèse que la température en bas de mon ballon est celle de retour de l'échangeur ECS, que je fixe à température de l'eau du réseau + 5°C, j'ai 13°C en janvier.

Par ailleurs mon débit calculé pour 6 panneaux est de 720 l/h, soit une quantité d'eau journalière de 720 * 24 = 17 280 l

La formule dans le livre Apper donne : Q x Dt x 1,16 = Wh donc T out = 0,86 * Wh / Q + T in
T out = 0,86 * 18000 / 17280 + 13 = 13,9°C

Cela me parait vraiment peu... Je me suis planté où ?
Merci merci...
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Re: Projet solaire thermique

Message par flen42 »

ben la durée de fonctionnement de la pompe n'est pas de 24 h !

ton énergie solaire tu l'as sur 10 h tout mouillé en hiver
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pacobab
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Re: Projet solaire thermique

Message par pacobab »

Bonjour Patrick,
OPatrick a écrit :J'ai l'ensoleillement par chez moi en janvier : 1,364 kWh/m².j
La surface des panneaux : 2,28 m²
Leur nombre : 6
J'ai donc une énergie reçue journalière de : 1,364 * 2.28 * 6 = 18 kWh
Déjà, 1,364 kWh/m² correspond à 1kW / m² (rayonnement solaire usuel) pendant 1h20mn. Il s'agit donc d'un ensoleillement moyen, car il y a plus d'1h20 de jour en hiver (quoi que tu sois au nord de la Loire, c'est pas loin du cercle polaire :lol:)
Mais sur quel inclinaison de plan ?. Si c'est sur un plan horizontal et que tes capteurs sont inclinés de 60 deg, tu capteras deux fois plus.
Ensuite, ton rendement de transformation solaire sera entre 50% et 60%. C'est le rapport entre l'énergie incidente et l'énergie emmagasinée. Donc, on revient aux alentours de 18kWh.
J'ai appris à l'école que la définition d'une calorie, c'est l'énergie nécessaire pour élever un gramme d'eau d'un degré. 1 Cal = 4,185 J.
1 kWh = 3,6 x 10 puissance 6 J = 3,6 x 10 puissance 6 / 4,185 Cal
Soit 1 kWh = l'énergie nécessaire pour élever 860 000 g d'eau de 1 deg
Si ton ballon fait approximativement 860 l d'eau, 18 kWh, ça élève ton ballon d'environ 18 degrés.
Ça n'est pas si mal ! Mais ça n'est pas très exploitable.
Il pourrait être très rentable de ne réchauffer qu'une partie en haut de ton ballon, et c'est là que l'on comprend l'inutilité de l'eau tiède.
Si tu ne réchauffes plus que 860/3 soit 287 litres, alors tu auras une augmentation de température de 3 x 18 deg soit 54 deg, ce qui est déjà beaucoup plus confortable.
MAIS !
Si 1,364 kWh/m² est une énergie moyenne en janvier, tu pourrais avoir des jours à 4 kWh (et des jours à zéro)
Comment faire alors pour stocker de l'eau exploitable en restant sur une installation simple ?
Je vois deux solutions :
  • Avec ton système de plaques d'injection, tu injectes l'eau uniquement en haut du ballon, jusqu'à ce qu'elle atteigne une température exploitable par stratification, comme expliqué dans l'excellent mémo de Thierry Streiff , puis tu passes à la couche inférieure.,
  • Avec un circulateur pwm et une colonne de stratification, tu diminues ton débit capteur pour atteindre directement la température souhaitée. L'eau directement à la bonne température ira s'accumuler en haut du ballon.
Pour que ça marche, il faudrait que l'eau retournant vers les capteurs soit de l'eau déjà préchauffée, donc pas prélevée en bas du ballon.
Attention cependant : plus l'eau sort chaude des capteurs, plus le rendement chute, surtout avec des capteurs plans en hiver. Et il peut être impossible d'atteindre directement la température souhaitée en sortie de capteur.
Cdt
Jean
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Re: Projet solaire thermique

Message par Geekolo »

Bojour Flen,
flen42 a écrit :ben la durée de fonctionnement de la pompe n'est pas de 24 h !

ton énergie solaire tu l'as sur 10 h tout mouillé en hiver
OK, disons 8h /jour.
Je divise donc par 3 le volume (donc x3 pour l'augmentation de température) on passe à une chauffe de l'eau de 2,7 °C :oops:

Bonjour Jean,
pacobab a écrit :Déjà, 1,364 kWh/m² correspond à 1kW / m² (rayonnement solaire usuel) pendant 1h20mn. Il s'agit donc d'un ensoleillement moyen, car il y a plus d'1h20 de jour en hiver (quoi que tu sois au nord de la Loire, c'est pas loin du cercle polaire :lol:)
Mais sur quel inclinaison de plan ?. Si c'est sur un plan horizontal et que tes capteurs sont inclinés de 60 deg, tu capteras deux fois plus.
Ensuite, ton rendement de transformation solaire sera entre 50% et 60%. C'est le rapport entre l'énergie incidente et l'énergie emmagasinée. Donc, on revient aux alentours de 18kWh.
Non, ce nombre est un résultat de calcul par Tecsol sur leur site. C'est bien en kWh/m² par jour.
pacobab a écrit :[*]Avec un circulateur pwm et une colonne de stratification, tu diminues ton débit capteur pour atteindre directement la température souhaitée
OK, alors vu le diamètre de mes tubes (DN20), si je veux qu'il y ait une vitesse d'au moins 0,5m/s (ne pas désamorcer), cela fait un débit minimal de (pi * 0.02 * 0.02 /4) *0.5 = 0,63 l/s = 565 l/h au lieu des 720 optimaux, soit une pondération de - 21%. Avec la correction précédente j'arrive à une augmentation en température de... 3,3 °C seulement :cry:
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Re: Projet solaire thermique

Message par flen42 »

3 °C ok mais tu es en hiver

tu passes de 8 à ( 8 + 5 + 3 )= 16 ° si tu veux de l'ecs à 45 le soleil t'apporte 8/45 = 18 % de ta demande c'est pas négligeable !

ne rève pas tu ne sera pas autosuffisant en hiver !
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Re: Projet solaire thermique

Message par pacobab »

OPatrick a écrit :
pacobab a écrit :
  • Avec un circulateur pwm et une colonne de stratification, tu diminues ton débit capteur pour atteindre directement la température souhaitée
OK, alors vu le diamètre de mes tubes (DN20), si je veux qu'il y ait une vitesse d'au moins 0,5m/s (ne pas désamorcer), cela fait un débit minimal de (pi * 0.02 * 0.02 /4) *0.5 = 0,63 l/s = 565 l/h au lieu des 720 optimaux, soit une pondération de - 21%. Avec la correction précédente j'arrive à une augmentation en température de... 3,3 °C seulement :cry:
Tout est dans la phrase "magique" :
pacobab a écrit :Pour que ça marche, il faudrait que l'eau retournant vers les capteurs soit de l'eau déjà préchauffée, donc pas prélevée en bas du ballon.
, mais à la limite des 287 litres.
Alors, même si tu ne chauffe le volume du haut que de 3,3 deg à chaque passe de stratification, tu obtiendras tes 287 litres réchauffés de 54 deg avec tes 18 kWh.
Cdt
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Re: Projet solaire thermique

Message par Geekolo »

pacobab a écrit :
OPatrick a écrit :
pacobab a écrit :
  • Avec un circulateur pwm et une colonne de stratification, tu diminues ton débit capteur pour atteindre directement la température souhaitée
OK, alors vu le diamètre de mes tubes (DN20), si je veux qu'il y ait une vitesse d'au moins 0,5m/s (ne pas désamorcer), cela fait un débit minimal de (pi * 0.02 * 0.02 /4) *0.5 = 0,63 l/s = 565 l/h au lieu des 720 optimaux, soit une pondération de - 21%. Avec la correction précédente j'arrive à une augmentation en température de... 3,3 °C seulement :cry:
Tout est dans la phrase "magique" :
pacobab a écrit :Pour que ça marche, il faudrait que l'eau retournant vers les capteurs soit de l'eau déjà préchauffée, donc pas prélevée en bas du ballon.
, mais à la limite des 287 litres.
Alors, même si tu ne chauffe le volume du haut que de 3,3 deg à chaque passe de stratification, tu obtiendras tes 287 litres réchauffés de 54 deg avec tes 18 kWh.
Cdt
Jean
Mais oui l'eau du ballon passe plusieurs fois dans les panneaux chaque jour ! :cool:

Merci Pacobab, je viens de réaliser quelque chose d'important :grin:
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Re: Calcul thermique

Message par Tom_43 »

OPatrick a écrit : J'ai l'ensoleillement par chez moi en janvier : 1,364 kWh/m².j
La surface des panneaux : 2,28 m²
Leur nombre : 6
J'ai donc une énergie reçue journalière de : 1,364 * 2.28 * 6 = 18 kWh
Bonjour,

Oulàlà que de betises lue ce soir sur ce fil.
Alors j'ai plein de mauvaise nouvelles a vous annoncer les gars.

1- en janvier la planéte terre ds ta ville recoit bien en moyenne 1,364 kWh/m².j dans un plan qui est a chaque instant perpendiculaire aux rayons du soleil.
Autant te le dire tout de suite tes panneaux ne seront dans ces conditions 1 seul instant, 2 jours ds l'année (je vous laisse reflechir pkoi)
Jean les 1000W/m2 recu par la terre c'est en plein cagnard sans aucun nuage et tjs dans un plan perpendiculaires aux rayons du soleil. Autant te dire qu'en hiver :roll:
Bref du coup en pratique (ds la vraie vie, pas sur une feuille de papier) combien peux tu en récuperer réelement dans ton ballon ?
Ben au mieux 50% :schock: Donc tu as 1,364 * 2.28 * 6 * 0.5 = 9 kWh :cry:
Donc tu peux rechauffer tes 287 litres de 9000/287/1.16 = 27°C au mieux.

De plus plus tu veux faire de l'eau chaude et plus le rendement baisse et les 50% peuvent rapidement passer à 30%.
Si tu penses etre autonome en ECS en hiver :lol: :lol: :lol:
Et c'est pas une canne de stratification ou autre artifice qui y changera quoi que ce soit !!!
L'eau chaude ds un ballon se stock très mal sur la durée :cry:

Tout ceci vient du retour d'experience que tu semble tant dénigrer Patrick. Tous ces calculs et ces 228 pages de texte sur le forum c'est bien gentil mais a un moment faut mettre les mains ds le cambouis. Vas y lance toi, commence petit, fait toi ta propre experience, FAIT DE LA MESURE, et on en reparle...

bien cordialement

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Re: Calcul thermique

Message par Geekolo »

Bonsoir Tom,
Tom_43 a écrit :Tout ceci vient du retour d'experience que tu semble tant dénigrer Patrick
Oula!!! Qu'est-ce qui te fait dire que je dénigre les retours d'expériences ? Qu'ai-je donc dit ?
Non et non je ne dénigre pas les retours des autres. Mais souvent ils sont contradictoires, pour les uns c'est comme ci et pour les autres comme ça...
Pas facile de s'y retrouver !
Je vais faire ma propre expérience, mais avant de me lancer, j'ai besoin d'un minimum de maîtrise théorique... je suis comme ça...

Désolé de t'embêter ;-)
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Re: Projet solaire thermique

Message par pacobab »

Tom_43 a écrit :Oulàlà que de betises lue ce soir sur ce fil.
Oh que oui !
Tom_43 a écrit : 1- en janvier la planéte terre ds ta ville recoit bien en moyenne 1,364 kWh/m².j dans un plan qui est a chaque instant perpendiculaire aux rayons du soleil.
Eh non, si c'est un calculateur solaire qui donne le résultat, il prend en compte l'inclinaison des panneaux ET leur rendement.
Tom_43 a écrit : Autant te le dire tout de suite tes panneaux ne seront dans ces conditions 1 seul instant, 2 jours ds l'année (je vous laisse reflechir pkoi)
Eh non encore, les 62 degrés d'inclinaison des panneaux sont prévus justement pour optimiser le captage les 30 jours autour du 21 décembre
Tom_43 a écrit :Jean les 1000W/m2 recu par la terre c'est en plein cagnard sans aucun nuage et tjs dans un plan perpendiculaires aux rayons du soleil. Autant te dire qu'en hiver :roll:
Et re non encore, les 1000w/m² sont présents toute l'année, au cosinus de l'angle d'incidence de la direction du soleil avec la verticale près.
Tom_43 a écrit :Bref du coup en pratique (ds la vraie vie, pas sur une feuille de papier) combien peux tu en récuperer réelement dans ton ballon ?
Ben au mieux 50% :schock: Donc tu as 1,364 * 2.28 * 6 * 0.5 = 9 kWh :cry:
Jvais êt' contrariant, re, re, re, encore re non, si le calculateur solaire dit 1,364 kWh / m², il prend en compte l'incidence et le rendement du panneau. Il prend même en compte la statistique météo et c'est une moyenne sur un mois.
Donc tu peux rechauffer tes 287 litres de 18000/287/1.16 = 54°C les jours moyens, et beaucoup plus les beaux jours et rien les mauvais hélas
Tom_43 a écrit : Tout ceci vient du retour d'experience que tu semble tant dénigrer Patrick.
On a pas dû lire le même forum. Pour moi, Patrick est venu ici pour apprendre. Tout comme moi. Et j'aprends des choses tous les jours en ce moment.
Tom_43 a écrit : c'est bien gentil mais a un moment faut mettre les mains ds le cambouis. Vas y lance toi, commence petit, fait toi ta propre experience, FAIT DE LA MESURE, et on en reparle...

Là, sur le fond, je suis d'accord, mais ne vaut-il pas mieux réfléchir un peu avant d'agir ?

Et cordialement à vous tous,
Jean
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