Technique solaire - Viessmann

2.1. Rendement des capteurs
Une partie du rayonnement solaire
qui atteint le capteur est perdu par
réflexion et absorption. Le rendement
optique η 0 prend ces déperditions
en compte tout comme les
déperditions qui se produisent à
l’entrée de la chaleur dans le fluide
solaire. Le rendement optique est le
maximum de la courbe caractéristique
lorsque la différence entre la
température des capteurs et la température
ambiante est de zéro et que
les capteurs solaires ne cèdent pas
de déperditions calorifiques à l’environnement.
Durant leur montée en température,
les capteurs solaires cèdent de la
chaleur à l’environnement par
conduction, rayonnement et convection
(mouvement de l’air). Ces déperditions
sont prises en compte par
les coefficients de déperditions k 1 et
k 2 (tableau 1). Elles sont fonction de
la différence de température Δϑ entre
l’absorbeur et l’ambiance.
Les coefficients de déperditions et le
rendement optique constituent la
courbe de rendement du capteur
qu’il est possible de calculer par la
formule :
η = η0 – k1 · (Δϑ / Eg) – k2 · (Δϑ2 / Eg) (fig. 10).
Indications concernant les surfaces
des capteurs
Les feuilles techniques des capteurs
solaires indiquent trois types de
surfaces de capteur (fig. 9).
La surface brute (longueur x largeur)
constitue le critère de base pour la
demande de subventions dans un
grand nombre de programmes
d’aides.
La surface d’ouverture est la surface
du capteur qui reçoit le rayonnement
et représente le critère de dimensionnement
de l’installation et la demande
de subventions en Belgique.
La surface d’absorbeur désigne la
surface présentant un revêtement
sélectif et qui peut recevoir le rayonnement
selon l’emplacement et la
conception du capteur. Elle ne se
prête guère aux comparatifs de
capteurs solaires.
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2. Dimensionnement des
installations solaires
Modèle de Rendement Coefficients de déperditions Capacité Temp arrêt
capteur optique k 1 k 2 spéciale max
η 0 % W/(m 2 ·K) W/(m 2 ·K 2 ) kJ/(m 2 ·K) °C
Vitosol 100
– Type SV1/SH1 81 1) 3,48 0,0164 6,4 221
– Type 5 DI 83 1) 4,16 0,0073 6,4 185
Vitosol 200 80,6 1) 1,133 0,00638 25,5 300
Vitosol 300 82,5 1) 1,19 0,009 5,4 150
1) D'application sur la surface d'absorbeur.
Tableau 1: Comparatif des rendements optiques et des coefficients de déperditions
Rendement
Surface de capteur
Surface d'absorbeur
Surface d'ouverture
(surface recevant le rayonnement)
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Fig. 10: Rendements des capteurs
Fig. 9: Indications des surfaces de capteur
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Différence de température entre l’ambiance et la température moyenne des capteurs [K]
1
2
3
4
Préparateur solaire avec une couverture faible
Préparateur solaire avec une couverture assez importante
Installation solaire pour production d’eau chaude et appoint du chauffage
Installation solaire pour chaleur de process / climatisation solaire
Vitosol 200
Vitosol 300
Vitosol 100
Typ 5DI
Vitosol 100
Typ SV1/SH1