Concentrateur solaire non-parabolique

[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.

[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...