Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

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loickk
+++ espace_public:fonctionnement_csa [2021/03/10 18:17]
loickk supprimée
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 L'air qui entre dans le panneau par le bas du capteur est à la température ambiante de la pièce (~18°C en hiver). Il vient se réchauffer au contact des ardoises et est réinjecté dans l'habitat par une trappe haute. L'air chaud atteint une température comprise entre 30 et 60°C en fonction de la météo et de l'ensoleillement extérieur.
-==== Couche d'air statique et dynamique ====
+==== Couche d'air statique ====
-Le capteur est composé de deux couches d'air. La première couche d'air est statique et piégée entre du verre et des ardoises (absorbeur). La seconde couche d'air est dynamique et est piégée entre l'absorbeur et la plaque rigide. La figure suivante montre la répartition du flux d'énergie solaire dans le capteur.
+Le capteur est composé de deux couches d'air.
+  * La première couche d'air est statique et piégée entre du verre et des ardoises (absorbeur). [[espace_public:effet_serre|L'effet de serre]] permet aux ardoises noires de monter en température. Ce mécanisme est principalement régi par les des échanges de chaleur sous forme de [[espace_public:rayonnement_thermique|rayonnement thermique]].
+  * La seconde couche d'air est dynamique et est piégée entre l'absorbeur et la plaque rigide. La figure suivante montre la répartition du flux d'énergie solaire dans le capteur.
-Cette couche d'air est réchauffée par effet de serre par le rayonnement du soleil et permet aux ardoises noires de monter en température.
+La vitre possède un coefficient de transmissivité élevé (de 90% pour du verre, 65% pour du polycarbonate alvéolaire) et permet ainsi de laisser passer une grande partie du rayonnement solaire (1). Pour du verre, seul 10% du flux d'énergie (5) est ainsi réfléchi par la vitre, le reste étant absorbé (3) et transmis (2) par la vitre.
-{{ :espace_public:echanges_thermique.png?600 |}}
-La vitre possède un coefficient de transmissivité élevé (de 90% pour du verre, 65% pour du polycarbonate alvéolaire) qui permet ainsi de laisser passer une grande partie du rayonnement solaire. L'absorbeur vient capter la majorité du flux d'énergie tandis qu'une faible portion est perdue par la vitre (émissions infrarouge ou pertes par convection thermique).
+Les ardoises jouent un rôle d'absorbeur en captant environ 89% du flux d'énergie (2). Par conséquent, 11% du flux d'énergie est réfléchi vers la vitre. À cela vient s'ajouter un flux de rayonnement infrarouge (4) émis de l'ardoise vers l'absorbeur. Pour autant, la vitre ne laissera traverser qu'une faible portion de ce flux d'énergie et vient piéger la chaleur.
+Pour augmenter l'efficacité du dispositif, il est intéressant :
+  * D'augmenter le flux de rayonnement (2) transmis par la vitre
+  * D'augmenter le flux d'énergie absorbé par l'ardoise
+  * De diminuer le flux de rayonnement émis par l'absorbeur
+De plus il est intéressant de souligner qu'il existe des pertes thermiques par conduction et convection à travers la vitre entre l'air chaud piégé et l'air extérieur. Bien qu'il est nécessaire de les minimiser, il n'est pas intéressant d'opter pour une vitre en double vitrage dont le coefficient de transmissivité de la vitre est plus faible.
+==== Couche d'air dynamique ====
+{{ :espace_public:lkxs6936.jpg?400 |}}
 L'air circulant derrière les ardoises contourne des chicanes en bois qui ont été placées afin d'augmenter la durée de séjour de l'air au sein du capteur pour augmenter l'échange thermique. Les chicanes
 sont fixées sur la paroi en contreplaqué. La plaque de contreplaqué est filmé par un adhésif en aluminum afin d'augmenter les échanges radiatifs.
-{{ :espace_public:lkxs6936.jpg?400 |}}
+{{ :espace_public:chicanes.png?200 |}}
 ==== Orientation du capteur ====
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   * La durée du jour
-Les sites internet du PTAFF  et du Photovoltaic Geographical Information System  fournissent ces informations (dont l'irradiation en kWh/m²). D'après une analyse réalisée sur les années comprises entre 2005 et 2016, le mois où l'irradiation est la plus faible est le mois de janvier. L'irradiation moyenne à Nantes sur un plan disposé et orienté plein sud y est de 1,99 kWh/m².
+Les sites internet du [[http://ptaff.ca/soleil/|PTAFF]]  et du [[https://ec.europa.eu/jrc/en/pvgis|Photovoltaic Geographical Information System]]  fournissent ces informations (dont l'irradiation en kWh/m²). D'après une analyse réalisée sur les années comprises entre 2005 et 2016, le mois où l'irradiation est la plus faible est le mois de janvier. L'irradiation moyenne à Nantes sur un plan disposé et orienté plein sud y est de 1,99 kWh/m².
-Pour une estimation plus juste, nous considérons les mois compris entre Octobre et Avril, période où les pièces de l'habitat sont généralement chauffées. Cela correspond à une période de 213 jours avec une irradiation moyenne journalière de 2,76 kWh/m.
+Pour une estimation plus juste, nous considérons les mois compris entre Octobre et Avril, période où les pièces de l'habitat sont généralement chauffées. Cela correspond à une période de 213 jours avec une irradiation moyenne journalière de 2,76 kWh/m².
-La puissance maximale que peut produire un panneau en un an est déduite du nombre de jours de fonctionnement et de l'irradiation. La puissance maximale est donc de 588 kWh/m². Il est ici considéré un chauffage de 2m². Son irradiation annuelle pendant la période de chauffe est de 1176 kWh.
+La puissance maximale que peut produire un panneau en un an est déduite du nombre de jours de fonctionnement et de l'irradiation. La puissance maximale est donc de 588 kWh/m²(([[https://cloud.ecutsa.fr/index.php/s/XCMNtZyiTdTX6J3|Calcul de la puissance maximale produite par un panneau sur Excel]])). Il est ici considéré un chauffage de 2m². Son irradiation annuelle pendant la période de chauffe est de 1176 kWh.
 Le rendement supposé par la suite est de 45%. Cette valeur parait réaliste au vu des travaux réalisés par Thomas Letz présentés dans l'[[espace_public:etat_art_csa|état de l'art sur le chauffage solaire]]. Ce rendement est à vérifier de manière expérimentale. Il dépend du coefficient d'absorption, de l'efficacité de l'échange thermique entre les ardoises et l'air circulant dans le capteur et des pertes thermiques du capteur.