Concentrateur solaire non-parabolique

[albert123456]

j'obtiens les dimensions suivantes :
- diamétres du tuyau : 16mm (un classique en plomberie !)
- largeur de la vitre (ouverture) : 70mm / tuyau
- profondeur (de la vitre jusqu'au fond du reflecteur): 70mm
- auquel il faut ajouter un isolant (70mm ?) pour obtenir l'épaisseur totale environ : 150mm
- longueur : comme on veut ! (1 à 2m me semble un bon ordre de grandeur)
- nombre de tuyau : comme on veut !
Bien sur, on peut obtenir d'autres dimentionnements par homothétie


Quels raisons de choisir ces dimensions? Pourquoi cehrcehr à imiter le capteur sous vide et ne pas en profiter qpour se permetrece que lui ne peux pas se permettre pour des raison mécaniques et economiques: des grands diam de tube?
Pourquoi ne pas penser à un capteur (je dis au pif sans avoir rien tracé) de 500 mm d'ouverture avec un tuyau de 100 ou 150mm longeur 2000 mm. Voire encore plus grand....et au lieu de monter 20 tubes sur le toit, monter 5 tubes sur un support planté dans le jardin...L'inertie serait bien plus grande...la quantité d'energie captée par kg de capteur serait bien plus grande donc le prix de revient bien inférieur...

[invitedbb5457c]

Pourquoi ne pas penser à un capteur (je dis au pif sans avoir rien tracé) de 500 mm d'ouverture avec un tuyau de 100 ou 150mm longeur 2000 mm. Voire encore plus grand....et au lieu de monter 20 tubes sur le toit, monter 5 tubes sur un support planté dans le jardin...L'inertie serait bien plus grande...la quantité d'energie captée par kg de capteur serait bien plus grande donc le prix de revient bien inférieur...

Dans le lien du poste précédent, ils concentrent le soleil directement sur le ballon !
C'est une bonne solution pour les pays chauds. Mais, si les nuits sont fraiches, il vaut mieux mettre la réserve d'eau à l'interieur de la maison (en hivers, les pertes du ballons chauffe la maison, c'est toujours ça de pas complétement perdu )

Pour le capteur, l'inertie ne semble une mauvaise chose. S'il y a une courte éclaircie :
- un capteur à forte inertie n'aura pas le temps d'atteindre la température du ballon => pas de chauf.
- un capteur à faible inertie sera plus vite utile.

La seule limite, c'est qu'il ne faut pas trop de pertes de charge dans le capteur sinon le gain est perdu dans la pompe ou le themosiphon ne démarre pas.

Pour le jardin, le poids n'a pas d'importance, et on a l'avantage de pouvoir ajuster l'angle en fonction des saisons. Mais on a moins de place pour faire poussée des carottes .
Pour une disposition sur un toit, il faut faire léger, pas trop épais (si on veut aménager les combles ) et, de préférence, sans réglage (difficile d'accés).

[albert123456]

Dans le lien du poste précédent, ils concentrent le soleil directement sur le ballon !

Certes oui mais je ne pensais pas à faire le reservoir dans le capteur simplement faire un gros capteur avec une large ouverture et donc un tube collecteur en rapport. Bien entendu le stockage de liquid ecaloporteur reste en bas. L'idée étant que dans un gros systeme on a moins de pertes.

C'est une bonne solution pour les pays chauds. Mais, si les nuits sont fraiches, il vaut mieux mettre la réserve d'eau à l'interieur de la maison (en hivers, les pertes du ballons chauffe la maison, c'est toujours ça de pas complétement perdu )

Pour le capteur, l'inertie ne semble une mauvaise chose. S'il y a une courte éclaircie :
- un capteur à forte inertie n'aura pas le temps d'atteindre la température du ballon => pas de chauf.
- un capteur à faible inertie sera plus vite utile.

La quantité de calories transférées reste la même...et c'est ce qui est important . Mais le rendement est meilleur car il y a moins de pertes en chauffant à basse temperature qu'à haute temperature...

La seule limite, c'est qu'il ne faut pas trop de pertes de charge dans le capteur sinon le gain est perdu dans la pompe ou le themosiphon ne démarre pas.

et donc plus les tuyaux sont gros moins il ya de pertes d e charge...!!

Pour le jardin, le poids n'a pas d'importance, et on a l'avantage de pouvoir ajuster l'angle en fonction des saisons. Mais on a moins de place pour faire poussée des carottes .
Pour une disposition sur un toit, il faut faire léger, pas trop épais (si on veut aménager les combles ) et, de préférence, sans réglage (difficile d'accés).

Ici encore...quelles limites?

Pour résumer ma pensée (parfois un peu confuse je le reconnais): Ton idée est bonne et même excellente. Il faut lui donner maintenant une réalité dimensionnelle. Le fonctionel est adopté mais on ne pourra avancer qu'en donnant des grandeurs qui le définissent parfaitement. Ces grandeurs il ne faut pas les déduires ou les inventer de toute piece mais les justifier par des choix pratiques réalistes economique physique et non pas par "c'est pas lourd, .ça marche bien..ça coule pas bien..c'est cher etc.." Ce capteur que nous imaginons ne met pas en oeuvre des connaissances hors de notre portée.
Donc le bon début pour avancer et valider serait de tracer LA ou les 2 ou 3 courbes qui nous conviennent (bonne concentration, réalignement minimum etc) et ensuite on calcule et par essais successifs on aboutira à un certain nombre de solutions acceptables ou non.
Peux tu faire une liste des paramètres de la courbe ?....

[Larixd]

tracer un rayon vertical

Sous nos latitudes, le soleil n'est jamais à la verticale.

A premiére vue, j'y vois une contradiction...

Non, il n'y a pas contradiction, la température peut monter avec un concentrateur plus qu'avec un plan à condition de diminuer le débit.
Pour mieux me faire comprendre, je vais imaginer une expérience avec 4 récepteurs : 1 plan, 1 avec tubes à vide, 1 parabolique et ton cnp. Tous les quatre ont une surface de capteur de 1m² (soit 10 000 cm²et sont orientés convenablement, le fluide caloporteur ne circule pas. Tous les quatre vont recevoir exactement la même quantité d'énergie solaire.
Dans le capteur plan, la température va monter jusqu'à un certain maximum (mettons 100 à 150°C). Cette température ne pourra pas être dépassée car alors les pertes par rayonnement et convection sont égales à l'apport solaire.
Dans le capteur avec tubes à vide il n'y plus de pertes par convection, la température va donc monter plus haut (peut-être 200°C).
Dans un capteur parabolique, la "chaudière" va faire, disons 100 cm², comme elle reçoit la même quantité d'énergie mais concentrée 100 fois, on pourrait penser qu'elle va monter vers 10 000°C. Il n'en est évidemment rien car les pertes sont alors considérables (*) d'autant plus que, comme tu l'as fait remarquer, il n'y a aucune isolation. En effet, si tu mets une casserole d'un litre d'eau bouillante dans une pièce à 20°C, il ne lui faudra que quelques secondes pour perdre 5°C (soit 5 000 calories) alors qu'il lui faudra plusieurs minutes pour perdre la même quantité de chaleur si elle est à 25°C (la courbe est hyperbolique). Je ne sais pas à quel niveau se situe le point d'équilibre gains/pertes, mais il est très bas (guère plus de 2 ou 300°C, j'imagine). L'intérêt de ce système réside essentiellement dans la vitesse de montée en température, il ne faut pas attendre des heures pour faire boullir de l'eau.
Ton capteur CNP pourrait monter à 300°C, mais à condition d'isoler parfaitement les tubes.
Maintenant, si le fluide caloporteur circule, tout change car les capteurs seront refroidis par l'apport de fluide neuf qui ne pourra se réchauffer qu'en proportion de l'énergie reçue. Donc, pour un débit optimum (il ne sert à rien pour un chauffe-eau de monter à plus de 70°C), la différence de rendement des quatre systèmes sera uniquement liée à la réduction des pertes, c'est-à-dire à l'isolation.

(*) Pour info, le four solaire d'Odeillo-Via (Pyrénnées Orientales) monte à une température de 3800°C pour une surface captée de 2000m², soit un rendement de moins de 2°C par m² !

Ce qui prouve que concentration ne rime pas avec rendement. Pour un bon rendement il faut travailler avec une température la plus voisine possible de celle ambiante.

Je ne pense pas pour autant que ton système ne vaille rien. Je crois seulement qu'il n'est pas adapté à la production d'eau chaude. Mais il y a une autre piste à explorer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[albert123456]

Sous nos latitudes le soleil n'est jamais à la verticale....
C'est vrai le soleil n'est jamais à la verticale... du sol. Mais il est à la verticale (relative!) du capteur. Il faudrait plutot parler de rayons perpendiculaires ou normaux..

Pour ce qui concerne les calculs avec les degres C°... Cette unité n'a aucune réalité physique. C'est une simple convention. Zero watt on comprend pysiquement ce que c'est, c'est 0 puissance . 0°C...c'est pas temperature zero ...
Ceci pour dire que diviser des degres par des m² et en déduire un rendement ou un efficacité ne donne pas le même resultat si on utilise un autre systeme de mesure de temperature (°F ou °K ou °X )..Ne pas confondre energie travail puissance force etc...La temperature n'est qu'anecdotique dans notre affaire. Pour etre clair: on peut dispenser plus de quantité de chaleur par m² d'un capteur quelquonque à 30°C qu'à 150°C..et c'est là notre probleme: comment capter la plus grande quantité de chaleur avec la plus petite surface de capteur (ou mieux: le m² de capteur le moins cher)....Ensuite on se débrouillera si on a dépassé le seuil qui nou sinteresse soit 60 ou 70°C pour l'eau chaude sanitaire...

[invitedbb5457c]

Pourquoi ne pas penser à un capteur (je dis au pif sans avoir rien tracé) de 500 mm d'ouverture avec un tuyau de 100 ou 150mm longeur 2000 mm. Voire encore plus grand....et au lieu de monter 20 tubes sur le toit, monter 5 tubes sur un support planté dans le jardin...L'inertie serait bien plus grande...la quantité d'energie captée par kg de capteur serait bien plus grande donc le prix de revient bien inférieur...

Je confirme ce que j'ai dis sur l'inertie du capteur.
Par contre, on peut tout à fait faire un seul grand reflecteur qui pointe sur une seule cible : grande mais avec peu d'inertie.

Grande avec peu d'inertie, à premiére vue, les deux peuvent semblait incompatibles

Mais il suffit de comparer un tube plein et un tube vide. Les deux fond la même taille, mais un des deux est beaucoup plus lourd .

Pour la cible, on peut faire pareil :
- Soit deux tubes concentriques avec le fluide qui passe entre les deux.
- Soit plusieurs tubes cote à cote (comme dans un bobinage de moteur electrique, voir photo ci-dessous)


Dans les deux cas, la cible sera grande, mais aura quand même une faible inertie thermique.
Certe, la face interne n'est pas exposée au rayonnement (même problème que les capteurs plans). Sauf qu'il suffit de boucher les extrêmités pour la rendre close. Il suffit d'un isolant capable de supporter les hauts températures (mais, cette fois-ci, il n'y a pas de contrainte géométrique ).
Du coup, la chaleur contenue dans la cible ne peut sortie que par le fluide coloporteur !

Pas de pertes
Surface d'échange coladuc / fluide coloporteur maximum
Inertie minimum
Un seul réflecteur (c'est bien plus facile à faire que 10 petits !)

@ albert123456 Merci d'avoirt insister pour faire une seul grand réflecteur