Hum donc c'est sur qu'en génération pure, une dish explose un panneau plan standard... :?
Et si on mettait une lentille de fresnel en lieu et place d'une parabole à miroir pour concentrer les rayons ça serait peut être moins couteux et tout aussi efficace non ?
Désolé je lache pas l'affaire
http://www.ecosources.info/Centrale-...miroir-Fresnel
Une autre solution à miroir de fresnel certainement la plus economique ( quoique j'aime bien mon idée de lentille y aurait eu plein de retines brulées de jeune inconscients venus y perdre un coup d'oeuil)
La ils utilise un fluide caloporteur mais pas de stirling puisqu'ils utilisent une machine a vapeur...
Je commence à croire que tu as raison remyb la machine a vapeur semble peut être plus adapté pour une centrale solaire que le stirling :\
Kaess qu'en pensez vous ? ^^;
PS : Sous quel delta de temperature votre moteur fournit-il 47% de rendement ?
ca y est tu as compris l'interet des paraboles !
en plus je trouve que c'est moins cher au metre carré que du panneau solaire a eau chaude
la lumiere est concentré sur un point qui peut etre isolé thermiquement dans les autres direction que d'ou vient la lumiere : on peut chauffer toute sorte de chose avec une parabole : chaudiere a vapeur , moteur stirling , four pour fabriquer un produit qui demande de la chaleur
un moteur a vapeur peu fonctionner entre une chaudiere a vapeur a 250°c et un condenseur a 80°c : toute la puissance perdue est disponible dans ce condenseur pour faire du chauffage : en été quand on a pas besoin de chauffage on peut baisser la temperature du condenseur au maximum pour augmenter un peu le rendement
dans le cas d'un moteur stirling il faut aussi refroidir la partie froide avec de l'eau pour utiliser la chaleur perdue dans un chauffage central
la partie chaude d'un stirling beta peut monter a 700°c ce qui fait esperer un bon rendement , mais dans un stirling il y a beaucoup de chaleur qui se melange et passe trop vite du coté chaud au coté froid ce qui diminue le rendement : la competition entre stirling et vapeur est toujours ouverte
Dernière modification par chatelot16 ; 17/04/2008 à 16h32.
je viens de faire rapidement le calcul :
Pour obtenir 47% de rendement il faut que Tf/Tc=0.53 (températures en Kelvin)
Donc si Tf=20°C alors Tc=260°C -> deltaT= 280°
Et si Tf=40°C alors Tc=318°C -> deltaT=278°
Pour info : T en kelvin = T en °C + 273
Edit : Il s'agit là de rendement maximum théorique
Eloi
http://stratenvie.blogspot.com/2007/...lutchenko.html
En fait dans son interview Kaess parlait d'un rendement de 47% theorique pour un rendement maximal theorique de 50% soit en theorie seulement 3% de perte par rapport au maximum theorique. Donc pour atteindre ce rendement avec une Tf = 30 °C on a Tc ≅ 330 °C et ΔT ≅ 300 °C.
Arretez moi si je me trompe mais à 30°C pour peu qu'on récupère seulement la moitié des rayons d'une surface S (rendement 50%) et qu'on arrive à un ΔT > 100 °C avec des pertes de l'ordre de 3% pour le moteur de Kaess et un alternateur à 95% de rendement on se situe quand même autour d'un rendement de 11% ce qui n'est pas bien eloigné du rendement d'une celulle photovoltaïque...
Je commence à croire qu'une lentille de fresnel en acrylique de quelques mètres d'envergure (prix dérisoire par rapport à du miroir parabolique) ne serait une idée viable pour une production à moyenne échelle ?
Lens mannnn tadadadadadaadadadadada Lens maaaannnn
pour moi la lentille de fresnel est plus chere et moins performante que le mirroir parabolique
1) la lentille est compliqué a fabriquer
2) la relflexion parasite a l''entrée de la lumiere est une perte d'energie
3) meme sous forme de lentille de fresnel ca doit etre assez epais pour tenir debout donc ca perd de la lumiere
pour la parabole
1)la reflexion sur le transparent du miroir n'est pas une perte : peu importe que ce soit reflechi par la face avant ou la metallisation , ca arrive toujours a la chaudiere
2) la matiere transparente du mirroir peut etre aussi fine que l'on veut donc a des perte negligable
3) du mirroir autocolant en mylar metalisé donne des resultas honorable pour un prix derisoire!
4)la parabole peut etre orientable pour suivre le soleil et renvoyer le soleil dans une chaudiere fixe : tres interressant pour eviter les tuyaux flexible !
encore plus interressant pour un four
Permettez moi d'apporter mon point de vue sur les élément dont vous nous faîtes part, encore une fois il n'engage que moi et je suis ouvert à une critique argumentée
Moins performante c'est sur et certain mais niveau prix (en considérant matiere premiere, fabrication, transport, structure porteuse et assemblage) les miroirs paraboliques sont bien plus lourds et onereux (je parle de vrais miroirs, pas d'un bout d'alu couvert d'une bande reflechisanteEnvoyé par chatelot16
les miroirs paraboliques sont complexe à fabriquer car non plan, quant aux lentilles de fresnel en acrylique seul la confection du moule est onéreuse aprés c'est de l'injection thermoplastique à prix tuperware
En partie d'accord sur ces points mais dans mon raisonnement il faut prendre en compte le rapport cout/efficacité en restant plus competitif par rapport à celui du photovoltaïque le but étant de faire de la diffusion à moyenne échelle du concept.
Le "toujours" me derange un peu... il y a des quand même pertes par refraction et par absorbtion qui varie selon la qualité du miroir ou résultant d'une orientation impafaite vers le collecteur ^^;
Tout à fait d'accord, on a d'ailleur tout interet qu'elle soit la plus fine possible pour une question de cout, de rendement et de maintenance
Tant qu'a faire avec des moyens materiels à couts réduits comme le tente mon approche, autant ne pas s'encombrer d'une structure porteuse demi spherique complexe alors qu'une lentille plane ne necessite qu'un cadre voire eventuelement une grille de fixation.
Rien n'empeche également de fixer le cadre de la lentille sur une structure suiveuse, chose qui sera d'ailleur plus aisée du fait du poid moindre de la lentille en acrylique.
Merci pour vos commentaires, cette masturbation cerebrale collective est appreciable
Je ne défends pas forcement la machine a vapeur. Ce que je trouve indispensable, c'est d'utiliser la source "froide" pour le chauffage.
Et, en l'absence d'un soleil suffisant, pouvoir basculer en mode chauffage seul (qui peut garder une rendement correct).
Il me semble qu'une petite distance focale est plus facile a faire avec un miroir qu'avec une lentille.
Pour dévier fortement un rayon, les bords de la lentille doivent être fortement prismatique => forte épaisseur + déviation différente selon la longueur d'onde
Au contraire, un miroir permet d'obtenir de forte déviation.
J'aimerai revenir sur le concept de rendement en fonction de la température dans le cadre de l'utilisation d'un moteur Stirling.
Il est évident que l'efficacité thermique de Carnot est fonction du delta de températures aux extrémités du cycle. Plus le delta augmente et plus l'efficacité thermique augmente. Le moteur Stirling possède théoriquement la même efficacité et est régit par les mêmes lois. En pratique on en est loin. Plus la température augmente et plus les pertes thermiques augmentent. Au final on se retrouve avec un moteur qui n'a souvent une efficacité thermique de 15% de celle théorique. autrement dit 0.15 * Carnot. Une vrai catastrophe qui fait que la route du Stirling est jonché de cadavres de moteurs improbables.
En raisonnant à basse température, si nous voulons de la puissance, nous devons augmenter la masse de gaz de travail et donc réaliser de très gros moteurs. De nouvelles architectures s'imposent alors pour réaliser les quatre transformations du cycle.
voici le bilan énergétique du moteur prototype tournant à 500 T/m avec un delta de seulement 50 ° ( liquides caloporteurs):
Bilan énergétique ---
Chaleur apportée Qe = 4911104.605851531 Joules / sec
Chaleur évacuée Qs = -4246479.015771463 Joules / sec
Puissance = 664625.5900800689 Watts
Puissance = 890.560887150032 CV
Efficacité Thermique Moteur = 0.13533118176472445
Efficacité de Carnot = 0.1457725947521866
Ce bilan tient compte de toutes les pertes.
La température chaude est de 70 ° C. Si quelqu'un peut me calculer la surface de chauffe eau solaire produisant ce nombre de calories en sachant que la température de sortie du moteur n'a que peu baissé. ( fatalement car l'efficacité thermique est faible).
Plus besoin de paraboles et avec la possibilité de faire fonctionner l'installation 24/24 etc...
Admettez que c'est une voie intéressante pour produire de l'électricité.
Maintenant en ce qui concerne le rendement... c'est une autre histoire.
Serge Klutchenko
Je tente un calcul d'ordre de grandeur :
Le rayonnement solaire a la surface de la terre est d'environ 1kW/m² (quand le soleil brille).
En tenant compte du rendement du capteur, d'une orientation non optimum, d'éventuelle présence de nuage et en moyennant sur une journée d'été, etc... Je pense que 150W/m² de capteur doit être un ordre de grandeur correct (plutôt optimiste pour des capteurs fixes).
Ca fait déjà 33000m² de capteur
Remarque : Pendant la nuit, la température dans les capteurs peut descendre au dessus de la température de l'air ambiant. Ca peut être un moyen pour augmenter la différence de température pendant les nuits d'été (on peut espérer que ca compenser une partie des pertes de stockage...).
Quel phénomène étrange !! Comment s'explique-t-il?Pendant la nuit, la température dans les capteurs peut descendre au dessus de la température de l'air ambiant.
Bonjour.
Enchanté de tomber sur ce fil...
Je ne suis qu'un modeste technicien de maintenance qui veut se convertir au solaire, et je crois effectivement que l'association d'un moteur stirling et d'une installation solaire thermique peut donner quelquechose de très (très) interessant.
-La concentration à priori, on peut l'oublier en France.
-A votre place je ne viserai pas une installation 100% dédiée à produire de l'électricité. Un systéme hybride solaire thermique/stirling production d'électricité resoult un probléme "bête" des systemes de chauffage solaire: en hivers on chauffe, et ne été on en fait rien de toute l'énergie récupérée?
-Ce qui serait d'un grand intéret, c'est de fussionner votre systéme à un "Systéme Solaire Combiné", en hivers on chauffe (meilleur rendement), en été on fait de l'électricité (chauffage inutile). Pour ce qui est de la puissance de tel systémes sont consu pour chauffer une maison, il y a de la "gouache derriére". Un tel systéme ets dèja pourvu d'un stockage de chaleur par ce qui pernettrait de ne pas avoir une température trop élevée (si j'ai bien compris, nécéssaire pour avoir un bon rendement) et pour produir de l'électricité de nuit.
Hélas, je ne suis pas encore un professionnel formé sur le solaire, mais j'y travaille... Malgrès mes connaissances actuelles incomplétes, je vous propose mon aide, je serait enchanté de travailler sur un systéme prometteur comme celui-ci. Contacter moi par MP si ça vous intéresse...
Re
Visiblement, j'ai mal lu.
Dans l'idéal, en pratique, il vous faudrait quel "delta T"?
Les corps "noir" rayennent leur énergie, et, en échange, ils recoivent les rayonements des corps "noir" qui les entourent. Par exemple, une maisons rayonnent vers les arbres et les maisons qui l'entourent, et réciproquement.
Pendant la nuit, les capteurs thermiques rayonnent principalement vers les étoiles, qui leur renvoient que très trés trés peu d'énergie. Donc, par rayonnement, ils perdent plus d'énergie qu'ils n'en reçoivent. Et comme ils sont isolés contre les échanges par conduction et convection, leur température baissent. Il parait que, pendant la nuit, un capteur solaire risque de geler même si la température est supérieure à +5°C !
Il ne faut pas trop réver quand même, la puissance perdue est faible (rien avoir avec les 1kW/m² reçu du soleil pendant la journée !)
Il n'y a pas vraiment d'idéal.
Au plus la différence de température est importante, au plus le rendement thermodynamique théorique est important.
Mais, avec des hautes températures, il se pose d'autres problèmes :
- matériaux plus cher
- fluide caloporteur spécifique
- baisse du rendement des capteurs solaire thermique
- etc...
ca c'est un a priori a oublier-La concentration à priori, on peut l'oublier en France.
un reflecteur parabolique chauffe une petite chaudiere ( ou un petit stirling ) , qui a beaucoup moins d'inertie qu'un paneau a eau chaude , conclusion en cas de soleil intermitant la parabole produit bien plus que le panneau : mieux la chaudiere au foyer de la parabole peut etre munie d'un obturateur qui se ferme pour eviter le refroidissement pendant les interuptions de soleil
autre gros detail : la parabole peut etre plus economique a construire qu'un panneau a eau chaude : surprenant mais bientot vrai !
je vais bientot presenter dans un nouveau sujet une parabole orientable qui chauffe une chaudiere fixe : permetant de comparer chaudiere a vapeur , stirling ou meme four solaire pour faire du charbon de bois de la chaux ou meme du carbure de calcium : les production de produit chimique grosse cosomatrice de chaleur sont un bon moyen d'utiliser le soleil d'ete
Re.
Au sujet de la concentration
Je m'excuse, ce que j'ai écrit était un racourci rapide...
Je voullais dire:
-En europe 50% du rayonnement solaire reçu est du rayonnment solaire diffus c'est autant d'énergie qu'on ne capte pas avec un systéme à concentration.
-Par temps nuageux un systéme à concentration est inopérationnel
-Les tubes à vide Calloduc me semblent donc assurer une production d'énergie beaucoup plus importante sous nos climats. Car ils permettent, eux aussi, d'atteindre des températures élevée avec un bon rendement, mais restent opérationnels par temps nuageux.
-à mon avis, l'interêt de la concentration ce situe plutôt dans une fourchette de température plus élevée (de 200 à 5000°C, voir plus)
-Au sujet du rendement des capteurs, les tubes sous vide permettent d'avoir un bon rendement même avec des différences de température importantes entre température du fluide et température extérieure. D'autre par, le rendement d'un capteur thermique est meilleur lorsque la différence de température en entrée et en sortie est grande (tout comme le Stirling si j'ai bien compris)Il n'y a pas vraiment d'idéal.
Au plus la différence de température est importante, au plus le rendement thermodynamique théorique est important.
Mais, avec des hautes températures, il se pose d'autres problèmes :
- matériaux plus cher
- fluide caloporteur spécifique
- baisse du rendement des capteurs solaire thermique
- etc...
-Je reformule:
En pratique quelle fourcette de température pourrait être considérée comme un bon compromis?
L'inertie du capteur ne change en rien la quantité d'énergie qu'il reçoit.un reflecteur parabolique chauffe une petite chaudiere ( ou un petit stirling ) , qui a beaucoup moins d'inertie qu'un paneau a eau chaude
ne change rien a la quantité de chaleur recuperéL'inertie du capteur ne change en rien la quantité d'énergie qu'il reçoit.
mais le quantité de chaleur n'est pas l'energie : pour faire de l'energie il faut de la chaleur ET de la temperature : la chaleur d'un capteur trop froid ne fait pas d'energie
donc la bagarre entre concentration et panneau c'est : le panneau capte l'eclairement diffus mais a une grosse inertie donc un soleil court ne sert a rien car la temperature n'a pas le temps de monter : contre : la parrabole ne fait rien de bon avec l'eclairage diffus , mais fait rapidement une bonne temperature avec un soleil intermitant
la comparaison ne se resoudra pas par une discussion : c'est les resultat reel qu'il faut attendre : mon pifometre prefere la parabole ...
Retour au niveau 1ere S (ou nommage équivalent)...
L'unité de la quantité de chaleur est le joule. C'est une énergie, point final.
Comme dit la charte: citez vos sources, ayez une démarche scientifique, blablabla...
éco-rénovation: l'aïkido du BTP
La créativité est souvent liée à l'intuition c'est notre vision inconsciente d'un sujet donné. La thermodynamique n'est pas vraiment intuitive pour au moins deux raisons: La première est que nous percevons la température dans une échelle très étroite. Ce que nous ressentons comme « chaud » ou « froid » est faible entre combustion et cryogénie. La seconde est que nous n'avons aucun sens pour percevoir la « Qualité de chaleur » nous n'en ressentons que la « Quantité ». Admettez que c'est un handicap sérieux.
Alors notre vocabulaire, notre perception et notre intuition deviennent confuses. Nous utilisons chaleur et température comme s’il s'agissait du même monde, alors que cela décrit deux phénomènes très différents.
Les (bons) tubes sous vides permettent d'avoir un rendement meilleur que les capteurs plans quand la différence de température entre l'air extérieur et la température moyenne de l'eau est importante, mais leur rendement baisse quand même (voir étude compléte sur le site Alpille solaire) :
Legende : A à C Plan - D à G Tube sous vide
Je vais tenter de trouver réponse approximative à la problematique que vous évoquez ^^;
Je baserai celle-ci sur le modele le plus performant actuelement commercialisé en europe (d'autres en test sont encore plus performants) à savoir le capteur plan sous vide EURO C20 AR qui possede un rendement de base d'absorption de l'energie des rayons de 85,5% et produit 546kWh/m²a (tests réalisé à Stuttgart par l'Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik de 1998 à 2001 avec une année d'environ 2000 heures d'ensoleillement soit 0.273 kWh/m²)
On a :
Chaleur apportée Qe = 4911104.605851531 Joules/sec soit 1.364 kWh, donc en moyennant le tout si on veut alimenter votre moteur il nous faudrait 1.364/0.273 = 5 m².
remyb je ne comprend pas votre resultat de 33000m² ^^;
Aprés reflexion je pense qu'en fait cette puissance indiqué par le constructeur est une puissance equivalente electrique et ne correspond pas à la puissance reelle qui nous interresse du coup mon raisonnement est erronné... toujours est il que 33000 m² de panneaux solaire thermique ça fait mal ^^;
Kaess finalement le solaire concentré ne serait il pas une meilleure option pour du tout electrique ?
PS : Auriez vous l'amabilité de nous donner un shema retraçant l'evolution du rendement de votre moteur selon le delta T ?
la chaleur se mesure en jouleRetour au niveau 1ere S (ou nommage équivalent)...
L'unité de la quantité de chaleur est le joule. C'est une énergie, point final.
Comme dit la charte: citez vos sources, ayez une démarche scientifique, blablabla...
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mais la chaleur n'est pas forcement de l'energie utile
de l'energie mecanique ou electrique peut etre transformé parfaitement en chaleur
de la chaleur ne peut etre transformé en energie mecanique qu'avec un rendement limité par carnot : donc la chaleur n'est pas equivalente a de l'energie mecanique : meme si elle se mesure aussi en joule
1Mjoule a 20°c quand la temperature est de 20°c ca ne sert a rien !
je suis justement entrain de mettre de l'ordre dans mes souvenier de thermodynamique : mon cours de thermodynamique de annequin et boutigny et d'autre site internet sont d'accord
http://pagesperso-orange.fr/patrick....prop_energ.htm
dans ce sujet je met le doit sur une autre cas ou il y a de la chaleur qui ne vaut rien
http://forums.futura-sciences.com/thread440-2.html
Je suis désolé d'avoir utilisé l'appellation abandonnée "calories" pour exprimer des joules. En fait je pense "joules".
SK
Kaess ma reponse etait pour Yoghourt qui croit que parce que chaleur et energie se mesurent dans la meme unité c'est la meme chose
la calorie est une unité ancienne avec laquelle on peut faire des calcul juste aussi , je n'ai rien contre
je m'efforce de presenter mes calcul en joule pour etre plus facile a lire actuellement : mais souvent je commence avec des donné en calories ...
Va falloir réviser aussi la définition de l'énergie, à ce que je vois (U, le 1er théorème de la thermo, etc.)
Ben mince, v'la-t-y pas que mon frigo ne sert à rien.1Mjoule a 20°c quand la temperature est de 20°c ca ne sert a rien !
J'ai l'impression que tu confonds quantité de chaleur avec source de température, et avec système thermodynamique.
éco-rénovation: l'aïkido du BTP
Re-bonjour
là je suis pas sur de comprendre, j'essai de suivre votre raisonement..1Mjoule a 20°c quand la temperature est de 20°c ca ne sert a rien !
Disons que nous avons 2 maquettes imaginaire avec un petit moteurs Stirling et de l'eau. état initial, l'eau est à 20°C, l'air ambiant est à 20°C, aucune énergie ne peut être récupérée, on est d'accord.
D'un coté nous avons un stock de 1 litre d'eau, de l'autre un stock de 0.5 litre d'eau. On apporte la même quantité d'énergie à chaque réservoir d'eau qui stockent donc la même quantité d'énergie, sauf que le petit reservoir sera plus chaud que le grand. Ce qui voudrait dire que le moteur Stirling qui tourne avec la réserve la plus chaude a un meilleur rendement, et donc au final peut fournir plus d'énergie. (Jusque-là est-ce que j'ai bien traduit votre idée?)
Maintenant, nous avons ces 2 maquettes, mais celle qui à la plus petite inertie thermique reçoit moins d'énergie que celle qui qui a une plus grande inertie thermique. pour savoir laquel fournis le plus d'énergie, il faut prendre en compte: la différence d'énergie captée entre ces deux maquette, la différence d'inertie thermique entre ces deux maquettes, en déduire la différence de rendement du moteur stirling, la différence d'énergie thermique stockée, pour finalement connaitre la différence d'énergie produite...
Grosso-modo, ces 2 maquettes, ça modéliserait d'un coté un systéme à concentration (inertie faible et énergie reçue plus faible) de l'autre un systéme à tube Caloduc ou a capteur plant.
=> A mon avis très difficile de prédire lequel de ces 2 systéme serait le plus productif sans étudier en détail tout les paramétres
(Désolé si mon message c'est une grosse tartine... J'éspére au moins qu'il est compréhensible!)
Le rendement de 85,5% est sans doute obtenu pour de la production d'eau chaude : pour cette utilisation, la différence moyenne de température par rapport à l'air extérieur est d'environ :
[(55 + 15) / 2 ] - 15 = 20°C
C'est quand même loin des 60° demander par Kaess.
Pour obtenir 60°C, le rendement sera sans doute plus faible (voir courbe ci-dessus)
Tu m'as fait douter.
Alors, j'ai revérifié la définition de Watt
1 W = 1 J/s
Donc, Qe = 4911104 J/s = 4911104 W
Un capteur qui fournit 546kWh/m²a fourni :
546000 * 3600 / (365*24*3600) = 62W/m² en moyenne annuel
= 62 J/s /m² en moyenne annuel
(il ne faut pas oublier que sur une année, il y a beaucoup de nuit et de soleil voilé !)
Pour fournir une moyenne de 4911104W, il faudrait environ 79000m²
Je retombe sur un chiffre proche (j'avais donnée 33000m² pour les jours d'été, et en étant plutôt optimiste)
Pour revenir au post de Kaess, il faut réaliser qu'une puissance mécanique constante de 664kW, c'est énorme par rapport à la consommation d'une maison.
Ca fait sur un an : 664*24*365 =5816640 kWh/an !
Re.
Je me permet d'ajouter un détail:
Ceci est la proportion de l'energie solaire reçue à l'année:
Printemps 32.6%
été 38.3%
automne 19.8%
hivers 9.3%
C'est une des raison pour laquelle je proposait un systéme hybride chauffage.
Si on tolére de ne fonctionner en Stirling qu'a la belle saison et de faire du chauffage le reste du temps. ça permet d'avoir un surface de capteur réduite par raport à un systéme Stiling qui tournerait "plein pot" toute l'année. Et ça permet de rentabiliser le systéme de chauffage en été.
Effectivement, alors, il faut voir plus gros, je propose:Pour revenir au post de Kaess, il faut réaliser qu'une puissance mécanique constante de 664kW, c'est énorme par rapport à la consommation d'une maison.
une piscine
-Fonctionnement en mode hivers: les capteurs solaires chauffent exculsivement l'eau de la piscine.
-Fonctionnement en mode été: l'eau de la piscine sert de source de refroissement au stirling (et on récupére les pertes) et les cateurs solaires servent de source chaude
Avec ce dispositif tu chauffes la piscine en été par l'intermédiaire du moteur stirling. Donc petit à petit ta source froide se réchauffera.
