dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

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tatayet
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dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par tatayet »

Bonjour,
Dans le cadre d'une rénovation de grange, j'étudie la réalisation d'un chauffage solaire. J'ai déjà l'expérience sur mon habitation actuelle qui dispose de 5 m² pour l'ECS et l'excédent de production et renvoyé dans un ballon tampon qui alimente un plancher chauffant. Même en plein hivers il n'est pas rare que le système se mette en route. En été, le ballon tampon monte jusqu'à 60° en cas d'absence.
Pour cette deuxième réalisation, je part sur 12 m² de panneaux Tinox avec ballon de 1000l échangeur ECS instantané incorporé.
Il est évident que le système serra en surproduction.
plusieurs solution existent
  • laisser monter les panneaux à 200°: entraîne la dégradation du liquide caloporteur et génère des contraintes thermiques importantes
  • envoyer le surplus dans une piscine: efficace mais je n'en n'ai pas et n'en veux pas
  • Un radiateur extérieur: efficace et simple, je n'ai hélas pas d'endroit discret pour le planquer
  • reste la boucle enterrée: efficace mais contraignant, tranchée échangeur
Selon ma localisation, l'ensoleillement devrait apporter au maximum 1000W /m² soit 12Kw. Avec un delta T° de 70° selon le protocole d'essai des panneaux, dans ces conditions la production devrait être de 7Kw. A la louche entre les pertes dans les canalisations et le ballon il devrait rester 6,5Kw à dissiper.
Je compte via une 3 voie thermostatique dériver le retour de l’échangeur du ballon vers un échangeur à plaque. Dans le deuxième circuit de ce dernier, ma boucle de refroidissement en tuyau d'irrigation enterrée à 80 cm avec bien entendu un petit circulateur.
Sur le net j'ai trouvé un document de chez Clipsol qui préconise 2 boucle de 50m en per, un voisin, semble se contenter d'une quinzaine de mètres. J'ai pas mal recherché y compris sur le forum mais je n'ai hélas pas trouvé grand chose.
Avez vous des retours d' expériences?
Merci.
Modifié en dernier par tatayet le ven. mai 08, 2020 22:45 pm, modifié 1 fois.
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par lebritish »

Bonjour,

A quelle inclinaison penses tu poser tes panneaux ?
si ils sont à 60 ou 65° tu ne devrais pas avoir 1000W/m2 en été, loin de là...

A+

Thierry

PS: c'est où ta localisation ?

tatayet
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par tatayet »

Bonjour,
merci Thierry pour votre réponse.
J'ai donc repris mes calculs. Les données des panneaux sont 1551 W @ 0° Dt° et 1038 @ 70°Dt°mais pour la surface de 2,23 m² (mon erreur) ce qui fait donc un bon 6kW pour 6 panneaux avec un ensoleillement de 1000W/m²
Quand je parle de puissance, c'est en instantané dans la période la plus productive puisque c'est dans ces conditions que devra être dimensionné le refroidissement.
Ma localisation est 100 km à l'est de Lyon à 1050m. Les panneaux seront à 45° (pente de toit 100% donc) orientés SSO
D'après https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/fr/tools.html trouvé sur le forum, on est proche du kW par m², vérification faite sur une installation voisine même configuration l’irradiation calculée est du même ordre.
Je vais quand même faire la mesure sur mon installation actuelle, connaissant le débit et le delta t° le calcul serra vite fait. La précision serra certes pas terrible mais c'est l'ordre d'idée qui m'est utile.
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par j2c »

N'as tu pas moyen de mettre tes panneaux à 70° sur le haut de ta façade (C'est une grange... tu as donc pas ma de hauteur )

Ça te fera une casquette surcle bâtiment et limitera la production estivale.
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par lebritish »

Bsoir,

A mon avis ton approche n'est pas optimum. Tu fais comme si tu devais pouvoir décharger la puissance à tout instant (en instantanée), alors qu'il faut raisonner en énergie sur 24h.
Avec des panneaux à 45° à Lyon quelle est la journée de l'année la plus productive (en kWh) ?
Quels sont les besoins mini de la maison ce jour là ?
Quelle est la capacité d'accumulation de l'énergie dans ton systeme (taille du BT) ?

A partir de là on va savoir la quantité d'énergie à dissiper en 24h. On pourra donc calculer la puissance nécessaire de la boucle de décharge.

pour les calcul de chauffage solaire thermique: http://ines.solaire.free.fr/chaufsol_1.php

A+

Thierry

PS; en faisant un rapide calcul je vois que tu produits 24kWh maxi en juillet. Il te faut donc une boucle de décharge de 24/24 = 1kW c'est quand même plus facile qu'une boucle de décharge de 6kW, non ?

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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par yves35 »

bonjour,

une discussion voisine sur un autre forum
https://forums.futura-sciences.com/habi ... harge.html
ma réponse:
bonsoir,

ces histoires de circuit de surchauffe datent de la préhistoire du solaire... Il y a plus simple de nos jours.

La régulation est paramétrée pour collecter au maximum l'énergie. La mise en marche se fait avec une différence de température de l'ordre de 10°K . Il est possible d'avoir une autre tactique de collecte en freinant au max. Il faut que la mise en marche se fasse juste un peu avant la vaporisation du fluide caloporteur. Environ vers 120°C (dépends de la pression) . De la sorte le capteur perds beaucoup d'énergie parce qu'il est très chaud par rapport à l'extérieur. Mais il en collecte un peu quand même. Donc on le fait redémarrer jusqu’à ce qu'il perde environ 10-15 °K puis stopper , le laisser se chauffer ,redémarrer etc... . Le soir venu, on refroidit le ballon par circulation dans les capteurs pour faire de la place pour le lendemain.

Cette gestion par la régulation marche beaucoup moins bien avec des capteur tubes qui ont une collecte moins dégradée par le différentiel de température avec l'extérieur. Donc ceux qui avaient choisi cette technologie parce que c'est "moderne" ou autre sont pénalisés et doivent minorer leur champ solaire pour ne pas être débordés. Il faut une justice quand même

Parmi les autres tactiques il y a aussi :
-la couverture partielle du champ solaire
-la vidange partielle du champ solaire
-la vidange totale du mélange antigel et le remplacement par de l'eau (si possible morte ,peu d'oxygène because corrosion échangeur)
-inviter les voisines à prendre un bain

yves
et :
bonjour,
ajout aux tactiques anti surchauffe:
J'ai omis de signaler une utilisation + intelligente utiliser la chaleur pour par exemple sécher du bois (coupé l'hiver excellent à bruler l'hiver suivant) ou bien sécher des fruits en surproduction pour les consommer en hiver etc...
Les installations et le glycol ne prennent pas trop chers au voisinage de l'ébullition? La vaporisation est évitée certes, mais ça fait travailler le tout à des températures élevées. En règle générale, ça accélère le vieillissement. Quel est le retour d'expérience à ce sujet?
il faut éviter d'aller au delà de 130°C pour la bonne tenue des fillasses en chanvre Pas de soucis de vieillissement depuis 2007 dans mon cas lignes solaires en cuivre,pas en multicouche.Vérification de routine quand j'y pense de l'antigel au congélateur (quelque cm3)
yves

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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par tatayet »

BOnjour,
Merci Yves et Thierry pour vos avis.
A mon avis ton approche n'est pas optimum. Tu fais comme si tu devais pouvoir décharger la puissance à tout instant (en instantanée), alors qu'il faut raisonner en énergie sur 24h.
Avec des panneaux à 45° à Lyon quelle est la journée de l'année la plus productive (en kWh) ?
Quels sont les besoins mini de la maison ce jour là ?
Quelle est la capacité d'accumulation de l'énergie dans ton systeme (taille du BT) ?
Je disposerais d'un BT de 1000L. pour une température de départ de 20° et maxi de 95° soit un dt° de 75° cela fait une énergie de 87kWh qui peut être stocké ce n'est pas négligeable!
Mon approche est basée d'une part sur mon expérience et d'autre part sur l’utilisation future: le bâtiment serra utiliser en tant que gîte et les cycles de non utilisation risquent d’être long.~De plus même en tant qu’habitation partir plus d'une semaine en période estivale n'à rien d’exceptionnel.
Il Faut effectivement raisonner sur 24h avec la possibilité de refroidir le BT la nuit dans les panneaux. Cependant je résonne sur une puissance instantanée car elle correspond à la puissance à dissiper en cas d'absence prolongée.
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par j2c »

Tu n'as pas réagit ... à ma proposition de mettre tes panneaux.... ailleurs que sur le toit;

Si en plus, tu veux en faire des GITES... je me dis que tu peux même imaginer des pergolas devant le bâtiment pour y mettre les panneaux;
Un gite avec une pergola en été, pour pouvoir manger sur la terrasse sans se bruler la couenne, c'est cool :)

En cas de non occupation des Gites, il te faudra de toute façon les chauffer.. pour éviter la moisissure.. En cas d'excès de chaleur, tu pourras toujours les maintenir en température "confort"..


Pour l'endroit où mettre un éventuel radiateur de décharge : les combles peuvent être une bonne approche;.. ou la chaufferie;
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par j2c »

As tu une photo de la grange ?
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tatayet
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par tatayet »

Je n'ai effectivement pas réagis pour une Pergola, en fait l'espace est limité et au niveau urbanisme la pente de toit est minimum est 90%
Pour les gîtes,le solaire servira effectivement à garder le bâtiment à température (plancher chauffant de partout) le local technique situé à l’intérieur rend les pertes du BT au bâtiment. Je t’envoie par mp une photo. Tu verra comment c'est engoncé!
Dans les solutions il y a un ruisseau qui passe à côté mais je ne prends pas le risque d'en utiliser l'eau car une infrastructure ludique l’assèche parfois sans préavis ni respect de la réglementation sur le débit de réserve.
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par j2c »

Je viens de voir... la photo; L'installation sur la façade est compromise;
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par lebritish »

Bjr,
tatayet a écrit :
lun. mai 11, 2020 8:11 am
Cependant je résonne sur une puissance instantanée car elle correspond à la puissance à dissiper en cas d'absence prolongée.
Ben non ! J'ai du mal expliqué :oops:

En 24h tu produits 24kWh maxi. Donc il suffit d'avoir une boucle de décharge de 1kW qui tourne 24h/24 pour dissiper toute la production de la journée.
Le BT ne doit pas etre refroidit QUE la nuit, il doit être refroidit 24h/24. Donc tu peux t'absenter 52 semaines/an pas de problème:
Tes panneaux chauffe ton ballon ECS. Lorsque celui ci est plein l'énergie est redirigée vers le BT. La boucle de décharge est reliée uniquement au BT et une régul séparée essaye de faire en sorte que le BT soit à moins de 45°(par ex) en permanence. Ce qui sera faux au plus fort de la journée mais de nouveau vrai pendant la nuit. Donc la chaleur ne s'accumule pas de jour en jour ds le BT. Ton BT te sert juste à lisser la puissance à dissiper. Il fait tampon, quoi :-D

Je sais pas si je suis plus clair ?

A+,

Thierry

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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par tatayet »

Bonjour,
Tout a fait d'accord, je ne l'avais vu comme ça. 1Kw de dissiper en non stop cela fait bien 24Kwh. on peut encore soustraire les pertes propres du ballon, annoncé 140 Wh mais on ne sait pas à quelle température sûrement pas à 95°
En fait, mon erreur est que je considère le ballon comme stockage et non comme tampon. 24Kwh dans 1 m³ de flotte cela représente un Dt° de 20°il suffit donc de faire chuter la t° du BT de 20°. Les constructeurs de regul l'on bien compris puisqu'il l'on intégré dans les options

Cela m'arrange bien aussi, une tranchée à faire en moins. La dernière j'ai sortit un petit galet de 2T

Merci pour vos conseils. Je ferais un retour quand ce serra monté.
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par tatayet »

:lol: Pour rire :lol:
Et si on envoyait de l'eau chaude dans les toilettes? 10l de 20° à 60° cela fait 40 X 10 X 1,16 = 464 Wh
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Re: dimentionnement decharge excedent de production solaire thermique

Message par j2c »

Autant décharger la chaleur dans les radiateurs....

Ou dans celui de la salle de bain..

Ou dans une buanderie pour faire sécher le linge.

Car mettre dd l'eau dans tes chiotes va :
* réchauffer ton gite : pas sur que ça soit confortable
* risque de ruiner ton mécanisme..

Mais surtout... risque de ne pas être efficace vue la faible quantité d'eau tirée à chaque fois.

Mais le pire.. c'est qu'en cas d'innocupation.. ça ne règle pas le problème.

C'est une excellente solution pour le premier avril :)
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