Comparatif capteurs solaires tubes /capteurs plans suite

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kroutchef
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Message par kroutchef »

Voir ci-dessous l'application du principe...Tubes là où plans ne passe pas...
je ne reviendrai pas sur le débat...je suis trés satisfait de mon install, un peu trop parfois, deux départs en surchauffe fin octobre, correspondance inclinaison optimale des tubes et chauffage non démarré, heureusement la piscine absorbe...
Modifié en dernier par kroutchef le dim. nov. 13, 2011 13:41 pm, modifié 1 fois.
Amitiés ensoleillées ...
Alain R. (Albi)
"Ne quid nimis, sol lucet omnibus !"
http://alainraynal.wordpress.com (site catastrophe aprés migration de windowslive > description install)

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smaden
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Message par smaden »

Bonsoir à tous,

Je m'excuse d'intervenir sur le forum compte tenu de mon activité, mais je viens de mettre en ligne une nouvelle façon de comparer les capteurs (sous vide ou autres)

Je suis M MADEN de la société "les dix fils" comme je me rappelle avoir été nommé dans un post . :cool: c'était presque ça, la réponse était :"les cinq filles" (Eh non: pas de fils, que des filles et que la moitié :roll: : )

En fait, je me suis rendu compte que l'on tournait autour du pot sans s'en rendre compte (et sans le vouloir bien évidemment) : les coefficients de rendement permettent de calculer la conversion d'énergie solaire en énergie utile pour chaque différence de température ( Tcapt - Text )

Partant de là on peut très bien à l'aide d'un tableur calculer la puissance pour les valeurs de ( Tcapt - Text ) et ensuite calculer le temps mis pour une élévation de température de 1°C d'eau ou caloporteur pour cette valeur de DT

En cumulant les durées, des courbes de tendance tracées à partir de ces valeurs permettent de comparer pour différentes valeur d'irradiation le comportement des capteurs.


Je ne pense pas avoir vu auparavant une telle approche du sujet, si tel est le cas veuillez m'excuser de poster ici, et vous pouvez effacer mon intervention. Mais je pense que cette approche est intéressante car elle présente un visuel concret d'entités qui ne sont pas mesurables directement.

Je n'ai pas encore fini de fignoler la partie correspondant à la lecture de valeurs de durée selon la température initiale de stock, mais ça viendra quand j'en aurais temps.


Merci à tous et bonne soirée !!
Modifié en dernier par smaden le jeu. déc. 01, 2011 3:47 am, modifié 1 fois.

fotourefair
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Message par fotourefair »

Bonjour,

Vos courbes sont intéressantes sauf qu'elles ne tiennent à aucun moment compte de la réalité à savoir des conditions de l'installation de nos capteurs et en particulier l'inclinaison. Hors c'est bien là que se trouve le nerf de la guerre !
Bonne journée
Fotourefair
12 m2 capteurs tubes circulation directe (tubes à l'horizontale) + Ballon tampon 1000L
08/03/2010 : de 26 à 45° en bas de ballon (49° au 1/3 haut ECS)
07/02/2012 : de 23 à 48° en bas (58° au 1/3 haut ECS) pas mal pour un mois de février non ???

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smaden
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Message par smaden »

Bonjour,

Effectivement l'inclinaison est primordiale, mais cela ne change en rien qu'à un instant t il y aura forcément une certaine valeur d'ensoleillement de 0 à 1000 W/m², variable dans la durée certes,pour laquelle on retranscrit le rendement avec la formule :

η= η0 - a1 x [(Tcapt - Text)/I] - a2 x I x [(Tcapt - Text)/I]²

Cette formule est claire si l'on a l'habitude de l'appliquer, mais ayant eu longtemps l'occasion de présenter le fonctionnement des panneaux solaire, il n'est pas évident de la comprendre pour tout le monde.

L'approche graphique est juste là pour avoir une vue différente de cette même formule mais avec des unités différentes, en l’occurrence des heures,minutes secondes ce qui me paraît très clair dans la compréhension.

Il s'agit uniquement d'une représentation graphique d'une équivalence de formulation des valeurs de rendement sur une base horaire.

L'inclinaison va effectivement avoir son intérêt, et l'on aura tout de même de 0 à 1000 W/m², il suffira de lire les valeurs concernées sur une courbe correspondante.

Il est vrai que dans la pratique l'irradiation change de manières aléatoire, mais une courbe de tendance reste valable que l'on démarre à DT=0 ou DT=50.

On voit sur ces courbes l'instant où une technologie ou un capteur de la même catégories prends le dessus sur l'autre, pour l'interprétation de ces courbes je vais essayer de préparer un document qui permettra de s'y retrouver quand le stockage sera à 20°C par exemple ou à 50°C, 70°. L'évidence sera parfaite à ce moment.

Merci

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smaden
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Message par smaden »

Bonjour,

En essayant d'étayer les suppositions que j'ai mis en avant avec les différentes courbes, j'ai remarqué que j'avais émis une supposition incorrect: Ce n'est pas la courbe la plus en dessous qui est forcément la meilleure mais celle dont la pente entre deux points est la plus faible.

Voir l'image ci dessous :

Image

En prenant comme supposition d'un stockage à 30°C, et une température extérieur à10°C avec un ensoleillement de 200 W/m² (journée d'hiver douce et ensoleillée si mes infos sont exactes), en prenant comme base que la pompe solaire démarre par exemple à Tstock +9°C et s'arrête à +3°C soit une moyenne de +6°C:

Tcapteur=30 +6 = 36°C (en moyenne)
Test=10°C
DT initiale =36-10 =26°C

pour DT finale = 40° (augmentation de 40-26 =14°C) on peut lire la durée nécessaire pour chaque capteur en récupérant le total cumulé pour DT40 et en soustrayant de cette valeur la valeur de DT26.

Soit:
- 20 heures pour le TZ58
- 36 heures pour le Bluestar L
- 43 heures pour le SPA-58/1800-18C que vous connaissez bien sur ce forum
Dans cette configuration le TZ58 l'emporte, mais :

1) 20h / 8h cela fait l'équivalent de 2 journées et demi en hiver et en plus avoir 200W/m² le matin de bonne heure jusqu'au soir en continu ... j'aimerais connaître le département.

2) Le stockage sera certainement puisé de temps en temps, ou modifié par à un apport (l'apport avantagera dans ce cas le capteur sous vide, je le rajoute avant que quelqu'un d'autre me critique car le DT augmentera)

Sur cet exemple on voit aussi la limite pour le capteur Bluestar qui cesse de produire du solaire à DT =41°C.

Voici une deuxième série de courbes :


Image

Cas typique par exemple avec
Tstock=DT40-6=34°C
Text=0°C

(je suis allé trop vite en besogne je souhaitais faire DT30 avec Text =10, le graphique est fait je le commente):
Dans ce contexte, on considère par exemple la température du stock à 34°C ( je suis parti de DT40 - 6°C) et Text à 0°C, exemple d'un ballon de stockage tampon utilisé pour le chauffage.
ces même courbes peuvent illustrer aussi :
Text=10°C Tcapt=50°C et stock à 44°C (dans ce cas Tstock final =84°C)
Text=-10°C Tcapt=30°C et stock à 24°C (dans ce cas Tstock final à 64°C)

C'est juste pour avoir un aperçu donc pas de critique des valeurs SVP

On lit grosso modo le temps nécessaire pour chaque capteur:
Soit:
- 13 heures pour le TZ58
- 11,5 heures pour le Bluestar L
- 24 heures pour le SPA-58/1800-18C
Dans cette configuration le Bluestar l'emporte, avec une information supplémentaire qui est à noter à DT100 le Bluestar ne produit plus: exemple pour Text =10°C et Tcapt max = 10+DT100 = 110 °C

UN DETAIL:
Pour ne pas porter à confusion, j'ai présenté les courbes sur des durées horaires très large pour avoir en visuel l'intégralité des capacités de chaque capteurs dans un contexte sans puisage et un ensoleillement constant, ce qui n'est pas le cas dans la réalité.

Si l'on repère sur la première courbe les plages horaires DT50 et DT55 pour le TZ58 on voit 88 heures et 64 heures soit 24 heures de décalage, soit 24 heures d'ensoleillement continu à 200W/m² pour augmenter la température de l'eau de 5°C donc environ 5h par degré Celsius ou Kelvin. Or en hiver l'ensoleillement peut très bien baisser en dessous de 50W/m².

Je soumets aux intéressés de bien vouloir m'aider à définir les plages horaires et DT correctes pour chaque valeur d'ensoleillement.

Le but de ces graphiques n'est que d'apporter une nouvelle approche et ne remplace pas une simulation avec un logiciel spécialisé.
C'est d'ailleurs en se basant sur les résultats obtenus lors de diverses simulations que j'ai cherché à interpréter les valeurs de rendements sous un autre angle. En espérant que les résultats permettront à bon nombre d'entre vous à y voir un peu plus clair.

Je vais essayer de mettre à disposition le tableur excel ou plutôt OpenOffice à disposition d'une part pour que tout le monde puisse l'ouvrir et rajouter d'autres capteurs, mais le formatage des cellules actuellement dans mon tableur sont assez mal présentés et je dois d'abord le mettre en forme. Si quelqu'un veut ajuster le tableur qu'il me le fasse savoir par MP, je peut l'envoyer dans l'état.
Par ailleurs, il peut être refait de zéro en se basant des infos fournies sur mes posts.

Merci à tous de m'avoir laissé m'exprimer sur le forum et bonne continuation.
Comme
Modifié en dernier par smaden le ven. janv. 27, 2012 15:06 pm, modifié 9 fois.

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Message par ROCHA 84 »

Bonsoir,

Pub ou info ? ou les deux ?

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lebritish
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Message par lebritish »

Bsoir Smaden,

Il me semble que tu oublies un facteur très important qui est la variation de l'angle d'incidence au cours de la journée.
A inclinaison identique, cela désavantage les capteurs plans et avantage les capteurs tubes si les tubes sont posé ds le sens de la pente.

PS: je ne vends ni des capteurs plans, ni des tubes. (Je chercherai plutôt a en acheter d'ailleurs...)

Malognes
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Message par Malognes »

Bonjour,

J'ai retrouvé un vieux tableur sur le calcul de l'AIM.
Les capteurs étant placé suivant une inclinaison identique et ne reste plus que le déplacement horizontal du soleil.

A+
Fichiers joints
Rapport de surface absorbeur2.xls
% surface du capteur exposé au soleil
(26.5 Kio) Téléchargé 159 fois

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smaden
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Message par smaden »

Bonjour,

Merci pour vos interventions.
Effectivement la variation de l'angle d'incidence à son importance, mais le but était de mettre à disposition une vue d'un angle différent à la formulation du rendement η= η0 - a1 x [(Tcapt - Text)/I] - a2 x I x [(Tcapt - Text)/I]².
L'angle d'incidence, pour ma part, n'a d'intérêt dans le comparatif que sur les laps de temps où le capteur plan atteint ses limites, donc en hiver, sinon je ne vois aucun intérêt à pouvoir produire plus que 100% des besoins qui seraient déjà couvert.

Ce n'est qu'une approche qui mérite, je pense, d'être épluchée même si certains paramètres sont omis dans cette formulation.

De plus, si la courbe de tendance a une certaine forme, l'angle d'incidence atténuera ou accentuera certaines valeurs, mais cela plutôt sur les angles s'éloignant de 90° où l'irradiation rapportée sur la surface plane (la surface de capteurs) sera moindre que la valeur maximale

La formulation et la mise en valeur de ces graphiques reposent en premier abord sur un constat lors des multiples simulations que nous avons eu l'occasion d'effectuer sur plusieurs projets. Ce constat, qui depuis peu est confirmé aussi par les différentes simulations récentes du site de l'Apper, montre que le choix des capteurs plans n'est pas une erreur.

Un installateur que je connais a récupéré, il y a 2 ans, une série de capteurs sous vide lors d'un vente aux enchères et m'avait fait part de ses surprises. En effet, l'installation avait beaucoup de peine à monter en température, il a dû palier au problème en doublant la surface de capteur pour le chauffe eau solaire en question.

Ce problème m'a incité pour ma part à arrêter la commercialisation des tubes sous vide TZ58, et parallèlement, j'ai essayé de comprendre la source du problème, car les capteurs sous vide en question ressemblaient à s'y méprendre au TZ58. Au jour d'aujourd'hui, il a toujours une série de ces capteurs en stock et ne les propose plus à ses clients.

Après avoir fait quelques recherches le constat était simple: il y a plusieurs fournisseurs chinois qui proposent des capteurs que je nommerais "faux-jumeaux" dans la finition, les dimensions et le format du tube 58/1800 ou 1800/58 , j'ai repris justement 2 capteurs de cette gamme : le Sunrain TZ58/1800 et le KS 1800/58, sinon entre autres je peux nommer aussi le SB-1800/58 ou le SPA-58-1800, ou encore le SPS-S58-1800A ou le U-14/58-1800 avec des valeurs η0 par rapport à la surface d'entrée (aperture) variant de 0.53, 0.57, 0.58, 0.65 à 0.73 (+ un autre que je viens de découvrir le EEDS-20-58-1800 avec seulement 0.483 Solar KEYMAR 011-7S543 R)
(je n'ai pas vérifier pour tous ceux cités, mais il s'agit souvent de capteurs "faux-jumeaux")

Ce qui est frustrant, c'est quand on ne sait pas auquel parmi ces capteurs on a droit, quand les informations sont cachées ou omises volontairement.
Le cas typique d'une grande surface qui n'a jamais su donner le numéro de certification d'un capteur sous vide de cette génération 1800/58 ou 58/1800, à un client qui a eu le droit à 4 appels vers une agence local, une agence à Marseille, une à Aix-en-Provence, pensant que "plus il y aurait de soleil, plus il y aurait de réponses ", puis, qui a été conseillé d'appeler la centrale qui a récupéré son numéro de téléphone pour le rappeler et lui dire après de longues minutes de recherche (toute l'après-midi) : le numéro d'agrément Solar Keymark que vous sollicitez pour ouvrir droit au crédit d'impôt est le EN 12975 ... :shock:

Or EN 12975 ce n'est que la référence à la norme.
Cela n'a rien à voir directement avec le sujet du post, mais c'est l'une des raisons pour laquelle je me suis efforcé à préparer ces graphiques, puis de fil en aiguille à essayer d'interpréter les résultats et les partager ici.
Modifié en dernier par smaden le sam. déc. 03, 2011 20:08 pm, modifié 5 fois.

Bernard (Lyon)
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Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour Smaden, tous

je vais dire une bêtise, mais tant pis, personne n'écoute...
N'est ce pas la dérivée qu'il faut extraire pour avoir la pente de chaque capteur, à chaque DT ?

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smaden
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Message par smaden »

Bonsoir Bernard,

Effectivement, sauf que la formule initiale donne en quelque sorte la dérivé de ce que je présente ci dessus, moi je suis parti de la dérivée pour calculer l'intégrale de DT=0 à DT=x.

J'étais en train de me demander si effectivement le fait de donner plutôt le temps mis pour augmenter de 1°C n'était pas plus parlant et voici les courbes pour 200, 500, 800 et 1000W/m² d'ensoleillement pour augmenter à chaque fois de 1°C la température de 50 litres d'eau dans les capteurs.

Ici c'est le temps mis à DT=x pour augmenter de 1°C donc pour passer de DT à DT+1°C.

Avec ces nouvelles courbes le passage de DT=45 à DT=50 nécessite par exemple d'additionner les valeurs consécutives de DT45+DT46+DT47+DT48+DT49

Sur les courbes précédentes il fallait faire la soustraction DT50-DT45.

Il est vrai que les valeurs sont plus faciles à lire sur la deuxième série.


C'est si l'on veut la dérivée des premières courbes.

A noter : l'écart entre "faux jumeaux" TZ 58/1800 et KS 1800/58 sur toutes les courbes,
A vue de nez le KS 1800/58 devrait coûter au moins 50% moins cher que le TZ58 pour la différence de performance, et encore moins pour la location d'une parcelle supplémentaire sur le toit :roll:

Et là, il s'agit bel et bien de 2 capteurs tubulaires dernier cri 8-) avec les mêmes avantage qu'ont les capteurs sous vide avec leur correction sur la variation de l'angle d'incidence . :shock:

Image
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C'est vrai que le visuel est peut être plus simple comme cela, comme quoi les critiques sont bénéfiques pour faire avancer les choses.. :grin:
Modifié en dernier par smaden le ven. déc. 02, 2011 21:31 pm, modifié 6 fois.

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Message par Ottiti »

[quote="Bernard (Lyon)"]Bonjour Smaden, tous

je vais dire une bêtise, mais tant pis, personne n'écoute...
N'est ce pas la dérivée qu'il faut extraire pour avoir la pente de chaque capteur, à chaque DT ?[/quote]

Bonsoir à tous

Je pense que comme pas mal de personne qui lise ce Post; je plane un peu avec tous ces chiffres :-D
Donc une dérivée ou une intégrale de plus ce n'est vraiment pas grave du tout. :lol:
Merci a Mr Maden d'avoir essayé de trouver une solution simple pour comparer des capteurs de différentes sources de manière impartiale. :cool:
Et comme les siens ne sont pas les meilleurs on ne peut vraiment pas l'accuser de faire de la Pub pour sa boite comme sous entendu par certains :roll:

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Message par Bernard (Lyon) »

[quote="smaden"]
C'est vrai que le visuel est peut être plus simple comme cela, comme quoi les critiques sont bénéfiques pour faire avancer les choses.. :grin:[/quote]

Ca y est, avec cette présentation là, c'est immédiatement lisible.... (je parle pour moi, évidemment !)
Bravo et merci.

Bernard (Lyon)
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Message par Bernard (Lyon) »

j'ai parlé trop vite ! J'avais seulement cru comprendre .

Pourquoi les courbes à DT = 0, débutent-elles sur des ordonnées différentes ?

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smaden
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Message par smaden »

[quote="Bernard (Lyon)"]j'ai parlé trop vite ! J'avais seulement cru comprendre .

Pourquoi les courbes à DT = 0, débutent-elles sur des ordonnées différentes ?[/quote]

Bonsoir,

En fait chaque courbe représente le temps nécessaire pour passer à la température juste supérieure.
Donc il faut un temps variable à DT0 pour chaque capteur pour passer à DT1

sur les courbes précédentes les valeurs étaient décalées d'un cran, DT1 était le cumule pour passer de DT0 à DT1 et donc l'origine était la même pour toutes les courbes.

En fait si on regarde bien sur les courbes précédentes les courbes démarrent en réalité à DT1, mais comme DT2, DT3... suivent à peu de choses près la même progression, les courbes semblent démarrer à DT0=0


Cordialement
Modifié en dernier par smaden le sam. déc. 03, 2011 12:45 pm, modifié 4 fois.

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