Principes physiques des Les capteurs solaires plan

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Principes physiques desLes capteurs solaires plan
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Constitution du capteur

• un vitrage pour
• favoriser leffet de serre
• réduire les pertes par convection.
• un isolant afin de
• limiter les pertes vers lextérieur.
• enfermés dans un caisson ou bien intégrés en
  toiture serti dun joint détanchéité

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Principe de fonctionnement
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Propriétés optiques des matériaux (émission)
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Propriétés optiques des matériaux

• ? facteur de réflexion
• ? facteur dabsorption ou absorptivité
• ? facteur de transmission ou transmissivité
• On a bien évidemment

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Spectres Emission et Réflexion de labsorbeur
Ou absorption
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Propriétés optiques des matériauxabsorption

• Les absorbeurs sont recouverts dun revêtement
  sélectif pour l'absorption et l'émission et leur
  état de surface est tel quils piègent les
  rayonnements infra-rouges qui sont émis lors de
  léchauffement.
• coefficient d'absorption ? proche de 1 (du
  visible)
• coefficient émission e proche de 0 (de
  linfrarouge).
• Les principaux traitements sélectifs sur le
  marché
• Alanod Mirotherm (? 0.95, e 0.05) sur
  aluminium Allemagne
• Alanod Sunselect (? 0.95, e 0.05) sur
  cuivre Allemagne
• ChromeCoat (? 0.95, e 0.10) sur cuivre
  Danemark
• MTI Krosol (? 0.96, e 0.12) sur cuivre
  Etats Unis
• Tinox Classic (? 0.95, e 0.05) sur cuivre
  Allemagne
• Sunstrip (? 0.96, e 0.07) sur aluminium
  Suède

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Propriétés optiques des matériaux(vitrage)
transmission
Effet de serre

• Il est possible dobtenir des verres à haute
  transmission énergétique (? 0,92) en éliminant
  la plupart des oxydes de fer lui donnant sa
  couleur verte

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Propriétés optiques des matériauxréflexion
Un traitement antireflet diminue la part perdue
par réflexion
On utilise aussi des verres polis ou prismés qui
réfléchissent moins les rayonnements dont les
angles dincidences sont supérieurs à 45.

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Propriétés thermiques des matériauxlabsorbeur

• il doit
• absorber la plus grande partie du rayonnement
  solaire
• transmettre la chaleur produite vers le fluide
  caloporteur avec le minimum de perte.
• être le plus léger possible afin déviter
  linertie de mise en régime
• être construit avec un matériau bon conducteur.

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Propriétés thermiques des matériauxlisolant
Les isolants pour face arrière des capteurs les
plus souvent utilisés sont les fibres minérales
(laine de verre ou laine de roche) ou les mousses
de polyuréthane. Il faut que les produits
utilisés résistent aux températures de
fonctionnement qui dépassent largement les 100C
pour les capteurs modernes, dans certains cas
(capteur en stagnation). Les isolants tels que le
polystyrène sont donc à bannir (il commence à
mollir et à fondre à partir de 80C). Dans le cas
dutilisation de laines minérales, il convient de
veiller à se quelles restent sèches, car
lhumidité altère les performances thermiques de
ces matériaux.
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Bilan thermique d'un capteur
Energie incidente
Te
Ts

• Puissance récupérée

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Les pertes du capteur
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Rendement du capteur

• Au premier ordre

Au second ordre
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Les capteurs solaires plan

• Seuil de démarrage

devient
Logasol SKS 3.0  capteur plan Thermomax Solamax 30  tube sous vide
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Les capteurs solaires plan

• Température de stagnation

La production et égale au pertes
ou
Logasol SKS 3.0  capteur plan Thermomax Solamax 30  tube sous vide