orientation des capteurs

[BoB_le_bricoleur]

Salut les djeunz,
imaginons un contexte: pour des raisons architecturales, je ne peux pas orienter mes cateurs (tubes sous vide) plein Sud, mais j'ai le choix entre +45 degres (vers l'Est donc) ou -45 degres (vers l'Ouest) par rapport au Sud. Ce qui correspond a une orientation Sud-Est ou Sud-Ouest.

Dans les 2 cas l'inclinaison est de 15 a 25 degres par rapport a l'horizontale (limites imposees).

Le but c'est le chauffage d'une maison, donc optimiser la production en hiver, dans le Sud de la France.
D'apres-vous, est-ce que la config Sud-Est est preferable a la config Sud-Ouest (ou l'inverse), pourquoi ? (peut-etre que l'inclinaison de l'axe de rotation de la terre par rapport au soleil a une influence quantifiable, le soleil est-il plus loin ou plus pres le soir ?)

Pour ce qui est de l'inclinaison par rapport a l'horizontale, je me doute bien qu'une forte inclinaison est preferable pour favoriser la production en Hiver (l'optimal serait 60 degres environ), mais je me demande si ca ne se retourne pas contre moi dans le cas ou je ne suis pas oriente plein-Sud. De toutes facon, il m'est difficile dans ce cas precis de depasser les 25 degres d'angle.
Attention, on ne parle pas d'orienter le capteur plein Est ou plein Ouest.

Merci pour vos remarques, conseils.

[françois34]

Salut bob,

d'apres ce que j'ai compris tu as 2 pans de toit, l'un sud-ouest la'autre sud-est, réunis par un aretier.

Pourquoi ne pas mettre un ( ou plusieurs ) capteur sur un pan et un ( ou plusieurs ) capteur sur l'autre. Tu optimiserai la puissance.

[BoB_le_bricoleur]

Ouaip Francois, t'as bien compris. Sauf que les 2 pans de toit ne font pas partie du meme batiment. Donc utiliser simultanement ces 2 pans de toit me couterait trop cher en installation/cablage/fixation/interventions.
Je voudrais donc me servir que d'un seul versant.

[françois34]

Dans ce cas, je les mettrai plutôt Sud-ouest...

[kroutchef]

La seule chose à ne pas perdre de vue est la surface de rayonnement effectivement interceptée, que ce soit pour des capteurs plans ou à tubes ( chaque tube est un mini capteur plan )
Pour ceux que la trigo refute, une image sympa est donnée sur un site (me souvient plus adresse ) on imagine le rayonnement solaire équivalent à une poignée de crayons, et suivant les inclinaisons Horizon / Azimut on "visualise" se que l'on perd en appliquant le tas de crayons sur la surface à "tester"...
Plus on s'eloigne de la perpendicualire aux rayons, a surface receptrice constante, moins on reçoit ou alors il faut plus de surface receptrice pour intercepter la même quantité de rayonnement CQFD...
Pour info, utilisation formule de projection 3D de calcul de longeur apparente "La" d'un rectangle (tube longeur>>>largeur) de longeur "L" suivant hauteur et azimut du soleil:
(on se place à la place du soleil et on calcule la surface qu'il irradie )
La = L x sin ( arctg( Racine( tg²(azimut)+tg²(hauteur+inclin toit) ) ) ) pour une exposition gde longeur sud ... et (azimut+90°) pour une expo gde longeur Ouest...ce n'est que de la trigo élémentaire...

[Malognes]

Voici le lien :

http://energie.wallonie.be/energieplus/ ... lement.htm

[BoB_le_bricoleur]

Salut Malognes, Francois et les autres,
merci Malognes pour tes explications, a priori la trigo ne me fait pas peur, meme en pseudo-3D 8)
Il ne me manque qu'une info, c'est la hauteur du soleil (ou l'angle du rayonnement par rapport a l'horizontale) en hiver en fonction de l'heure (de 9H a 17H) et de ma position geographique ca doit pouvoir se trouver sur le net je pense (je cherche). Avec ca je pourrais calculer l'inclinaison optimale du capteur par rapport a l'horizontale.
Le lien que tu viens de me fournir m'aide deja bien: je sais a present que dans le pire cas (solstice d'hiver), le soleil est a H = 90° - L - 23°27’ a midi (avec L=lattitude de ma maison). Dans mon cas ca donne un angle de 22.89 degres a midi, mais c'est insufisant car ce sont aux extremes (soir dans le cas d'une orientation sudouest et matin dans le cas d'une orientation sudest) que l'angle devient critique pour calculer l'inclinaison du capteur. Le chaptitre "Les Projections Solaires" du meme lien semble repondre a ma question, il faut que je le lise a tete reposee.
Un autre parametre: il me semble avoir lu quelque part que l'energie absorbable par une surface au sol n'etait pas equivalente le soir et le matin. Surement a cause d'un probleme d'atmosphere. Mais j'ai oublie les details.
Toujours sur le lien que tu nous fournis, on peut lire:
"La quantité totale d’énergie interceptée par une surface comprend non seulement le rayonnement direct, mais aussi les rayonnements diffus et réfléchi. En effet le rayonnement diffus, cette énergie diffusée par l’atmosphère et dirigée vers la surface de la terre, peut atteindre 50 % du rayonnement global reçu, lorsque le soleil est bas sur l’horizon, et 100 % pour un ciel entièrement couvert. "
Ca me semble tres important a prendre en compte dans notre cas (chauffage en hiver) car dans le cas d'un rayonnement diffus a 100%, c'est en posant le capteur a plat qu'on a un rendement optimal (je pense).

Pour Francois: Pourquoi Sud-Ouest ?

[poloch]

Bonjour

J'ai cru voir que lle système caloduc ne peut pas fonctionner à plat parcequ'il faut que l'acétone une fois condensé retourne en bas du tube par gravité alors Newton a encore frappé.

Cordialement

JP

[françois34]

Pour Francois: Pourquoi Sud-Ouest ?

Il me semble que le capteur aura déjà atteint une bonne température dans la journée et que ce sera plus efficace en fin de journée alors que le matin c'est un peu le contraire.

Le matin tu vas du + vers le - et l'apres-midi c'est le contraire ( c'est une image! )

Cà n'a rien à voir avec les calculs savants precedents et c'est completement empirique, mais cà fait appel au bon sens.

@+

[BoB_le_bricoleur]

Vu la vitesse a laquelle un capteur a tubes monte en temperature, je ne pense pas que ca ait beaucoup d'influence. Par contre la demande en chauffage est plus grande le soir, ca peut etre un critere de choix pour diminuer le stockage.

[p_bricoleur]

Bonsoir,

En hiver, le soleil ne chauffe bien que quelques heures autour du midi solaire (à 13h).
Avant et après, il est très bas et les rayons traversent une telle couche d'atmosphère que leur apport est faible.

Sur le choix entre sud-est et sud-ouest, le régime nuageux de la région est hiver est essentiel.
Dans certaines régions, un matin d'hiver ensoleillé commence toujours embrumé et le plein soleil ne commence qu'à 11h.
Dans d'autres à l'inverse, c'est l'après-midi que des nuages se forment.

Une inclinaison des capteurs inférieure à 45° pour faire du chauffage l'hiver je n'y crois pas, si en plus ils ne sont pas plein sud, le rendement dégringole.
On peut effectivement faire la double projection trigonomètrique, et on verra que sur 10 m2 de capteurs, la surface efficace est très réduite.

En plus de la considération géomètrique, les capteurs travaillent mal face aux rayons rasants (à cause par exemple des reflets du verre), et l'hiver il fait froid, donc les capteurs ont du mal à monter en température.

J'ai visité il y a 2 ans une maison dans l'Ardèche où les propriétaires visaient l'auto-suffisance énergétique. L'installation était intéressante et bien montée, mais le toit était faiblement pentu (environ 20°) bien que plein sud. Leur constat était qu'ils étaient à peu près autonomes en ECS (ils avaient de petits besoins), mais pour le chauffage, le résultat n'était pas là. L'apport ne devenait significatif qu'à partir de fin mars, qui est aussi le moment où à ces latitudes, le besoin chauffage baisse notablement.

Le risque est donc d'avoir un apport très faible.
On se doit d'être très réaliste sur ce point car le résultat peut être une très forte surpuissance l'été et quasi-rien l'été.

Une idée est peut être de faire une 1ère installation CESI, pour vérifier ce qui se produit l'hiver. Si le rendement est valable, on augmente la surface pour intégrer le chauffage.


Cordialement

[françois34]

J'ai remarqué que souvent, ici dans le sud ( Montpellier ), il faisait beau le matin et le temps se couvrait l'apres-midi.

Je suis d'accord avec Bob pour dire que pour que l'installation fonctionne en mode chauffage, il faut que la surface des capteurs soit suffisante ( d'où surchauffe énorme l'été ), que ce soit un plancher chauffant ( donc basse température ) et que la maison soit super bien isolée.

Mon sentiment est qu'il vaut mieux avoir une tres bonne production d' ECS, ce qui en rapport investissement/ économie est tres interessant, qu'essayer de tout vouloir chauffer mais mal.

Enfin, c'est mon avis....

@+

[BoB_le_bricoleur]

J'ai deja une bonne experience du solaire ECS dans le Sud ( region de Montpellier aussi )
Le fait est que la-bas, en hiver, avec 3m2 de capteur plan inclines a 45degres on obtient pas mal de puissance. Si on prend l'argument comme quoi au moins 50% de ce rayonnement est diffu, donc insensible a l'inclinaison du capteur, ca change la donne. Si on multiplie cette surface par 4 ou 5, on obtient une source complementaire pour le chauffage central qui est tres interessante. La chaudiere et le circuit etant deja en place, vu le prix du m2 de capteur qu'on peu obtenir aujourd'hui et la courbe ascendante du prix du fioul/gaz, pour moi ca reste rentable economiquement. Je ne vois pas le solaire comme une source exclusive d'energie (pour le moment).
Pour ce qui est de la surchauffe en ete, j'ai deja des solutions.

[steevy]

Ah oui et quelle est-elle?

Moi aussi, j'ai pensé à mettre un drap sur le capteur, mais c'est ni beau ni propre ni fiable...
ou alors placer un volet motorisé contrôlé par microcontrôleur sur toute la surface du capteur. Mais là, c'est la faisabilité et le rendement économique qui en prennent un coup.

[Anonymous]

Il y a un principe simple d'occultation c'est de planter une plante grimpante annuelle ( LISERON, POIS...) qui vont masquer les tubes avec leur feuillage et en fonction du niveau de production j'effeuille pour augmenter mon rendement éventuel et en plus cela peut être beau con. Contrindiquer Glycine, vigne vierge... qui vont tout casser!!!!

Eric CASSAGNE de Toulouse et de GAN