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Rendement et efficacité d'une installation solaire thermique  Energie solaire thermique: capteurs CESI, chauffage, ECS, fours et cuiseurs solaires
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bernardd
Econologue expert
Inscrit le: 12 Déc 2009
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 Posté le: Sam 19 Déc 2009, 15:51 |
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Bonjour,
| kéké a écrit: |
| Il est important je crois de replacer le débat dans le contexte basse température. |
Effectivement, dans le contexte de la basse température, un capteur plan peut se justifier.
Mais combien d'installations de chauffage central (sous-entendu à eau) existantes sont en basse température ? Et 65°C au moins par crête est une obligation légale en eau chaude sanitaire.
Donc pour la majorité des installations non solaires aujourd'hui, le capteur sous-vide à base de caloduc est la meilleure solution pour une évolution d'installation existante.
Outre la plus haute température, la montée en température plus rapide permet de profiter du moindre soleil en hiver, et c'est bien en hiver que l'énergie solaire est la plus importante.
C'est en hiver aussi que l'isolation accrue du sous-vide permet de conserver une haute température de capteur même s'il fait -10 dehors.
Par ailleurs, la recherche de solution de cogénération solaire + granulé passe par des températures de 200°C minimum, et à ma connaissance, seuls les capteurs solaires à caloduc sous vide permettent cela.
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A bientôt ! |
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citro
Econologue expert
Inscrit le: 08 Mar 2006
Messages: 4375
Localisation: Bordeaux
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| Posté le: Sam 19 Déc 2009, 23:19 |
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 Ma compréhension du solaire thermique a beaucoup progressé depuis que mon CESI est en service.
En fait la production ne peut avoir lieu que dans la fourchette ou la température du capteur est supérieure à celle du ballon.
En hiver, la production démarrera donc plus tard si on a peu puisé... la production s'arrêtera également plus tôt car le soleil déclinant, la température de captage chûtera elle aussi rapidement, mettant fin au transfert vers le ballon de stockage.
C'est la raison pour laquelle les capteurs d'un CESI peuvent être affligés d'ombrages sans pertes de performances car la production se produira dans une brève plage de temps située aux abords du zénith.
Il en est tout autre pour le photovoltaïque comme je l'ai souligné dans ce topic ou il eut mieux valu placer les capteurs PV à la place des capteurs CESI et mettre les capteurs du CESI à la place des PV en partie basse... Car l'ombrage de la construction sur les capteurs thermiques en debut ou fin de journée n'auraient par diminué leur production, contrairement aux PV...
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Cuicui
Econologue expert
Inscrit le: 26 Avr 2005
Messages: 3136
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bernardd
Econologue expert
Inscrit le: 12 Déc 2009
Messages: 2278
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| Posté le: Dim 20 Déc 2009, 14:14 |
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Bonjour,
| citro a écrit: |
| En fait la production ne peut avoir lieu que dans la fourchette ou la température du capteur est supérieure à celle du ballon. |
Et oui, comme pour l'électricité ou tout autre domaine, il n'y a flux que s'il y a différence de potentiel. En thermique, le potentiel est la température, et la chaleur va vers la température basse...
C'est pourquoi pour un système d'eau, l'idéal serait d'avoir un réservoir de départ vers les capteurs solaires avec de l'eau froide, et un réservoir d'arrivée de l'eau chaude pour son stockage.
Comme il y a souvent un problème de place, le réservoir avec stratification a été utilisé : l'eau chaude monte naturellement en haut, et on prend l'eau vers la capteurs en bas.
Et si le rendement est important, il vaut mieux refroidir l'eau avant de la renvoyer vers les capteurs, quitte à perdre cette chaleur résiduelle : ce sont les tours de refroidissement des centrales, par exemple nucléaires...
_________________
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kéké
Je commence à comprendre
Inscrit le: 14 Oct 2009
Messages: 11
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| Posté le: Dim 20 Déc 2009, 16:59 |
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Bonjour,
bernardd
| Citation: |
| Mais combien d'installations de chauffage central (sous-entendu à eau) existantes sont en basse température ? Et 65°C au moins par crête est une obligation légale en eau chaude sanitaire. |
Mettre en place du solaire sous entent pour moi avoir déjà effectué les modifications structurelles nécessaires, un circuit chauffage perpétuellement à 60°C dénote d'une installation ancienne, à moderniser.
Concernant l'ECS, l'ANAH préconise, je cite :
| Citation: |
| La température de l'eau chaude sanitaire ne doit pas dépasser 50°C au point de puisage dans les pièces destinées à la toilette et 60°C dans les autres pièces (arrêté du 30 novembre 2005). Dans les ballons de stockage, s'il est préférable, pour des raisons sanitaires, de ne pas descendre en-dessous de 60°C, il ne faut pas non plus dépasser cette valeur pour éviter l'entartrage. |
Mon installation, par exemple, fonctionne en permanence entre 45 et 50°C, et monte à 60°C une fois par semaine (protection contre la légionellose).
| Citation: |
| Donc pour la majorité des installations non solaires aujourd'hui, le capteur sous-vide à base de caloduc est la meilleure solution pour une évolution d'installation existante. |
Donc pour la majorité des installations vieillissante, l'investissement qui s'impose en premier lieu est une mise à niveau, pas un passage au solaire.
Pour remplir d'eau une passoire, il y a deux solutions, boucher les trous ou ... utiliser une lance de pompier. La première est une solution durable, la seconde un gaspillage insensé.
| Citation: |
| Outre la plus haute température, la montée en température plus rapide permet de profiter du moindre soleil en hiver, et c'est bien en hiver que l'énergie solaire est la plus importante. |
Montée en température plus rapide ? la capacité calorifique de l'eau serait-elle différente pour des capteurs sous vide ? non bien évidement, il faut donc la même énergie pour augmenter de 1°C 1 litre d'eau, je ne vois donc pas d'évidence dans tout cela.
| Citation: |
| C'est pourquoi pour un système d'eau, l'idéal serait d'avoir un réservoir de départ vers les capteurs solaires avec de l'eau froide, et un réservoir d'arrivée de l'eau chaude pour son stockage. |
Un réservoir stratifié en quelque sorte ;-)
| Citation: |
| Et si le rendement est important, il vaut mieux refroidir l'eau avant de la renvoyer vers les capteurs, quitte à perdre cette chaleur résiduelle : ce sont les tours de refroidissement des centrales, par exemple nucléaires |
On peut également mettre l'eau chaude à l'égout, ce qui permet d'en refaire et de pouvoir dire j'ai fait beaucoup plus d'eau chaude que j'en ai besoin. Concernant les tours de refroidissement nucléaire (comparer du solaire et du nucléaire ???), le problème est quelque peu différent, le nucléaire produit de la vapeur, pour faire tourner des turbines, nous sommes donc en présence d'une technologie qui repose sur un changement de phase de l'eau (vapeur - liquide - vapeur), cela n'est absolument pas applicable à de la production de chaleur domestique.
Cordialement
Kéké |
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bernardd
Econologue expert
Inscrit le: 12 Déc 2009
Messages: 2278
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| Posté le: Dim 20 Déc 2009, 17:41 |
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| kéké a écrit: |
| Mettre en place du solaire sous entent pour moi avoir déjà effectué les modifications structurelles nécessaires, un circuit chauffage perpétuellement à 60°C dénote d'une installation ancienne, à moderniser. |
Pourquoi appliquer le raisonnement économique seulement au capteur ? Le remplacement des tuyaux du chauffage n'apporte pas grand chose alors que le coût en est énorme et ne sera JAMAIS rentabiliser : autant mettre des capteurs solaires.
| kéké a écrit: |
Donc pour la majorité des installations vieillissante, l'investissement qui s'impose en premier lieu est une mise à niveau, pas un passage au solaire.
Pour remplir d'eau une passoire, il y a deux solutions, boucher les trous ou ... utiliser une lance de pompier. La première est une solution durable, la seconde un gaspillage insensé. |
En quoi la température plus haute du circuit augmente le gaspillage ? Il faut certes bien isoler derrière les radiateurs... Par contre, on peut stocker plus de chaleur.
C'était exactement le discours des chauffagistes, qui voulaient se faire payer pour le remplacement de tout. C'était un peu vrai quand seuls les capteurs plans à basse température existaient....
| Citation: |
| Montée en température plus rapide ? la capacité calorifique de l'eau serait-elle différente pour des capteurs sous vide ? non bien évidement, il faut donc la même énergie pour augmenter de 1°C 1 litre d'eau, je ne vois donc pas d'évidence dans tout cela. |
Je parlais bien de capteurs sous vide à caloduc : il n'y a pas d'eau dedans. Bien évidement, le circuit d'eau de transport se vidange en l'absence de soleil, donc l'eau reste à température interne de la maison et ne gèle pas : quand elle remonte, elle n'a pas à reprendre 20 ou 30° pour rien.
En outre, avec des concentrateurs, on pourrait mettre un seul tube pour 2m2...
| Citation: |
| Un réservoir stratifié en quelque sorte ;-) |
Oui, sauf qu'actuellement un ballon stratifié coute une fortune, alors que 2 ballons standards bien isolés ne coutent rien, surtout récupérés à la déchetterie du coin... Et augmentent le stockage d'eau chaude.
| Citation: |
| On peut également mettre l'eau chaude à l'égout, ce qui permet d'en refaire et de pouvoir dire j'ai fait beaucoup plus d'eau chaude que j'en ai besoin. |
Mais c'est bien ce que l'on fait tous les jours en prenant une douche. Et personne n'en parle, étonnant non ? Je ne connais aucune double flux qui récupére la chaleur de l'eau chaude rejetée aux égouts...
| Citation: |
| Concernant les tours de refroidissement nucléaire (comparer du solaire et du nucléaire ???), |
Aucun différence, le nucléaire sert juste à chauffer une chaudière, elle est plus compliquée à cause des dangers du combustible.
| Citation: |
| le problème est quelque peu différent, le nucléaire produit de la vapeur, pour faire tourner des turbines, nous sommes donc en présence d'une technologie qui repose sur un changement de phase de l'eau (vapeur - liquide - vapeur), cela n'est absolument pas applicable à de la production de chaleur domestique. |
J'étais au niveau théorie : le principe du cycle est toujours le même, il faut bien une source chaude et une source froide, même si l'on ne monte pas à la vaporisation.
Et comme le bon sens voudrait que l'on puisse faire de la cogénération électrique avec le solaire à la maison, la montée vers la vapeur devient une possibilité attractive.
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A bientôt ! |
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kéké
Je commence à comprendre
Inscrit le: 14 Oct 2009
Messages: 11
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| Posté le: Dim 20 Déc 2009, 21:55 |
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Bonsoir,
| Citation: |
| Pourquoi appliquer le raisonnement économique seulement au capteur ? Le remplacement des tuyaux du chauffage n'apporte pas grand chose alors que le coût en est énorme et ne sera JAMAIS rentabiliser : autant mettre des capteurs solaires. |
Je n'ai pas appliqué de raisonnement économique, je n'ai pas parlé de retour sur investissement, de durée d'amortissement, j'ai tenu un raisonnement d'efficience énergétique, pour le même prix, il est possible d'installer une plus grande surface de captage d'énergie avec du capteur plan, donc de produire plus d'énergie renouvelable, donc d'économiser plus de ressource non renouvelable.
Je n'ai pas non plus parlé du remplacement total du système de chauffage, je prétends qu'une installation de chauffage ancienne n'est souvent pas régulée au niveau des consommations d'énergie, le remplacement des anciennes régulations n'est pas si couteux et permet de faire de substantielles économies.
| Citation: |
| En quoi la température plus haute du circuit augmente le gaspillage ? Il faut certes bien isoler derrière les radiateurs... Par contre, on peut stocker plus de chaleur. |
Plus la température est haute, plus il y a de pertes.
Isoler derrière les radiateurs ? et le toit, et les doubles vitrages, et ... tout le reste ?
Le discours des chauffagistes ? juste changer la régulation, le contraire des chauffagistes qui règlent les installations à 60°C voir plus "pour être sûr" ...
Mon discours (illustré par la passoire) : isoler, isoler, isoler et ensuite voir pour le reste.
| Citation: |
| Je parlais bien de capteurs sous vide à caloduc : il n'y a pas d'eau dedans. Bien évidement, le circuit d'eau de transport se vidange en l'absence de soleil, donc l'eau reste à température interne de la maison et ne gèle pas : quand elle remonte, elle n'a pas à reprendre 20 ou 30° pour rien. |
Mes capteur plan se vide exactement de la même façon, l'eau encore chaude se stock à l'intérieur de la maison, pas besoin de couteux et fragiles capteurs sous vide pour faire ça.
| Citation: |
| En outre, avec des concentrateurs, on pourrait mettre un seul tube pour 2m2... |
Cela ne collecte que le rayonnement direct, il se trouve que rayonnement diffus représente près de 50% de l'énergie annuelle disponible dans nos régions.
| Citation: |
| Oui, sauf qu'actuellement un ballon stratifié coute une fortune, alors que 2 ballons standards bien isolés ne coutent rien, surtout récupérés à la déchetterie du coin... Et augmentent le stockage d'eau chaude. |
Un ballon standard, bon marché, correctement utilisé stratifie très bien, se méfier des arguments markéting.
| Citation: |
| Mais c'est bien ce que l'on fait tous les jours en prenant une douche |
C'est une image en réponse à
| Citation: |
| il vaut mieux refroidir l'eau avant de la renvoyer vers les capteurs |
Je n'ai pas trouvé d'argumentaire, tellement l'argument est surprenant.
| Citation: |
| Aucun différence, le nucléaire sert juste à chauffer une chaudière, elle est plus compliquée à cause des dangers du combustible. |
Totalement différent, ce n'est pas une chaudière dans le nucléaire, mais un générateur de vapeur, le fonctionnement n'est absolument pas identique.
| Citation: |
| J'étais au niveau théorie : le principe du cycle est toujours le même, il faut bien une source chaude et une source froide, même si l'on ne monte pas à la vaporisation. |
Absolument pas, dans le cas du nucléaire, c'est le second principe de la thermodynamique, principe de Carnot (voir sur google pour plus de détails), qui s'applique (transformation de chaleur en travail), dans le cas du solaire thermique conventionnelle, nous avons affaire à de simple échange de chaleur, c'est totalement différent (rendement de 30% max. pour Carnot, 100% pour les échanges thermique, sans compter les pertes dépendantes de l'isolation des éléments, aller, 95% avec les pertes).
| Citation: |
| Et comme le bon sens voudrait que l'on puisse faire de la cogénération électrique avec le solaire à la maison, la montée vers la vapeur devient une possibilité attractive. |
Désolé de devoir encore contredire, dans le cadre de la cogénération, pour la production d'électricité, il s'agit justement de transfert de chaleur en travail (faire tourné une génératrice, principe de Carnot), le rendement théorique maximum attendu étant de 30%, les capteurs solaires, même sous vide ayant, au environ de 200°C un rendement misérable, le rendement total est très probablement inférieur au rendement de simple panneaux photovoltaïques, c'est de plus hors de portée d'un particulier (complexe et délicat à mettre en oeuvre, fragile [pièces en mouvement]).
Le rendement total est bon, puisque les 70% de pertes sont reprises en thermique, avec un rendement total de 100% (je néglige les pertes purement thermique, et le rendement de l'alternateur), le problème, c'est l'énergie de départ, capteurs thermiques même sous vide, à 200°C, 5%, 10% de rendement ?
soit pour 1 m2 = (1000W * 10%) = 100W = (30W électique + 70W thermique).
C'est mon avis, qui n'engage bien évidement que moi.
L'énergie la moins chère est celle que l'on ne consomme pas.
Cordialement
Kéké
http://solaire.open-dream.org |
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bernardd
Econologue expert
Inscrit le: 12 Déc 2009
Messages: 2278
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| Posté le: Lun 21 Déc 2009, 00:08 |
Alerter à propos de ce message! |
Bonsoir,
| Citation: |
| Je n'ai pas appliqué de raisonnement économique, je n'ai pas parlé de retour sur investissement, de durée d'amortissement, j'ai tenu un raisonnement d'efficience énergétique, pour le même prix, il est possible d'installer une plus grande surface de captage d'énergie avec du capteur plan, donc de produire plus d'énergie renouvelable, donc d'économiser plus de ressource non renouvelable. |
Si le prix entre en compte, c'est pour moi un raisonnement économique. Si le prix des capteurs sous vide baisse plus vite, le résultat de ce raisonnement sera inversé. Pour pouvoir accepter ce résultat, il faudrait savoir de quels prix tu parles.
En outre, pour une utilisation en cogénération, je préfère personnellement avoir la même énergie calorifique à 200°C qu'à 50°C.
| Citation: |
| Je n'ai pas non plus parlé du remplacement total du système de chauffage, je prétends qu'une installation de chauffage ancienne n'est souvent pas régulée au niveau des consommations d'énergie, le remplacement des anciennes régulations n'est pas si couteux et permet de faire de substantielles économies. |
C'est sûr. Mais tu avais seulement parlé de passer en basse température, et à ma connaissance, cela veut dire changer tous les radiateurs, pour augmenter leur surface, et le plus souvent changer aussi les tuyaux...
| Citation: |
| Citation: |
| En quoi la température plus haute du circuit augmente le gaspillage ? Il faut certes bien isoler derrière les radiateurs... Par contre, on peut stocker plus de chaleur. |
Plus la température est haute, plus il y a de pertes. |
Tant que la température de la maison n'augmente pas et que les pertes du système de chauffage sont dans la maison, je ne vois pas de problème. Eventuellement des problèmes de confort perçu, avec des contrastes de température plus grands...
| Citation: |
| Mes capteur plan se vide exactement de la même façon, l'eau encore chaude se stock à l'intérieur de la maison, pas besoin de couteux et fragiles capteurs sous vide pour faire ça. |
Tu parlais de capteurs plans vidangeables alors ? Ce n'est pas la majorité des installations de capteurs plans, cela vaut le coup de préciser ce point.
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| Cela ne collecte que le rayonnement direct, il se trouve que rayonnement diffus représente près de 50% de l'énergie annuelle disponible dans nos régions. |
Si tu as des chiffres de mesure, cela m'intéresse. Mais le rayonnement diffus ne va pas monter à 200°C de toute façon, on le laissera au photovoltaïque ;-)
| Citation: |
| Citation: |
| Mais c'est bien ce que l'on fait tous les jours en prenant une douche |
C'est une image en réponse à |
Pourtant, on jette tous notre eau chaude aux égouts et cela n'est pas du tout une image : http://fr.wikipedia.org/wiki/Eau_potable_en_France 2 personnes consomment 30m3 par an... Entre 10° et 50°C, 1m3 stocke 46KWh sauf erreur, et 30m3 stockent 1380KWh : pas négligeable donc...
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| Citation: |
| il vaut mieux refroidir l'eau avant de la renvoyer vers les capteurs |
Je n'ai pas trouvé d'argumentaire, tellement l'argument est surprenant. |
A quoi sert le radiateur d'une voiture alors ? Ou les échangeurs de surchauffe sur des installations solaires aussi ?
| Citation: |
| Citation: |
| Aucun différence, le nucléaire sert juste à chauffer une chaudière, elle est plus compliquée à cause des dangers du combustible. |
Totalement différent, ce n'est pas une chaudière dans le nucléaire, mais un générateur de vapeur, le fonctionnement n'est absolument pas identique. |
C'est vrai, dans un cas on chauffe l'eau au-dessous de 100°c et dans l'autre cas au dessus de 100°C.
| Citation: |
| Citation: |
| J'étais au niveau théorie : le principe du cycle est toujours le même, il faut bien une source chaude et une source froide, même si l'on ne monte pas à la vaporisation. |
Absolument pas, dans le cas du nucléaire, c'est le second principe de la thermodynamique, principe de Carnot (voir sur google pour plus de détails), qui s'applique (transformation de chaleur en travail), dans le cas du solaire thermique conventionnelle, nous avons affaire à de simple échange de chaleur, c'est totalement différent (rendement de 30% max. pour Carnot, 100% pour les échanges thermique, sans compter les pertes dépendantes de l'isolation des éléments, aller, 95% avec les pertes). |
Je parlais d'un circuit de transfert de chaleur, pas de la turbine. Avoir un circuit de transfert sans coté froid, c'est ne pas avoir de différence de potentiel, donc pas de flux...
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| Citation: |
| Et comme le bon sens voudrait que l'on puisse faire de la cogénération électrique avec le solaire à la maison, la montée vers la vapeur devient une possibilité attractive. |
Désolé de devoir encore contredire, dans le cadre de la cogénération, pour la production d'électricité, il s'agit justement de transfert de chaleur en travail (faire tourné une génératrice, principe de Carnot), le rendement théorique maximum attendu étant de 30%, les capteurs solaires, même sous vide ayant, au environ de 200°C un rendement misérable, le rendement total est très probablement inférieur au rendement de simple panneaux photovoltaïques, c'est de plus hors de portée d'un particulier (complexe et délicat à mettre en oeuvre, fragile [pièces en mouvement]). |
J'ai déjà connu pire prédiction :-)
En tout cas, félicitation pour ce lien, et pour le site et l'installation représentée.
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A bientôt ! |
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kéké
Je commence à comprendre
Inscrit le: 14 Oct 2009
Messages: 11
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| Posté le: Lun 21 Déc 2009, 00:50 |
Alerter à propos de ce message! |
Bonsoir,
| Citation: |
| J'ai déjà connu pire prédiction :-) |
Soit, alors bonne chance.
Pour le reste, je jette l'éponge.
Cordialement
Kéké |
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MAMO
Je passe à l'action éconologique
Inscrit le: 23 Aoû 2009
Messages: 52
Localisation: 85 vendée
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| Posté le: Lun 21 Déc 2009, 00:59 |
Alerter à propos de ce message! |
[quote = "kéké"] Bonsoir,
[quote] J'ai déjà connu pire prédiction :-)[/ quote]
Soit, alors bonne chance.
Pour le reste, je jette l'éponge.
Cordialement
[Kéké / quote]
Salut!
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