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Rayonnement solaire direct et diffus




  1. #1
    FDFD

    Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,

    On trouve facilement le niveau d’énergie solaire reçue en France par une surface d’un mètre carré en une année.

    Ainsi, un panneau d’un mètre-carré incliné d’un angle égal à la latitude du lieu, reçoit en moyenne 1400 KWh / an (source : http://www.hespul.org/Le-rayonnement-solaire.html)


    Cette énergie est la somme du rayonnement direct et diffus.

    Lorsque l’on évalue l’énergie électrique récupérée par un capteur photovoltaïque ou thermique, c’est cette énergie qu’il faut considérer car ces capteurs sont sensibles à la lumière solaire diffuse et directe.

    Par contre, lorsque l’on veut évaluer l’énergie reçue par un système à concentration (par exemple moteur stirling au foyer d’une parabole : http://www.stirlingenergy.com ), il faut considérer le rayonnement direct seulement.

    On pourrait peut-être trouver le nombre d’heures d’ensoleillement. Mais cela ne suffit pas car suivant l’heure de la journée l’épaisseur d’atmosphère traversée varie et de plus il peut y avoir plus ou moins de voile de type Cirrus, de traînées d’avions….

    Idéalement, pour faire cette mesure il faudrait placer un radiomètre au foyer d’une parabole qui suivrait la direction du soleil (On suppose bien sûr que l’image du soleil est inscrite dans la surface du radiomètre).

    Qui saurait trouver ce type d’information ?


    Merci et à bientôt.

    -----


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  3. #2
    vincent66

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Je ne suis pas sûr de bien comprendre la question :
    Il s'agit bien de comment réaliser un système de poursuite du soleil..?
    Vincent
    Leonardo était ingénieur "sans papier", et moi diplômé juste...technicien...

  4. #3
    f6bes

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Citation Envoyé par FDFD Voir le message
    Bonjour,

    On trouve facilement le niveau d’énergie solaire reçue en France par une surface d’un mètre carré en une année.

    Ainsi, un panneau d’un mètre-carré incliné d’un angle égal à la latitude du lieu, reçoit en moyenne 1400 KWh / an (source : http://www.hespul.org/Le-rayonnement-solaire.html)


    Cette énergie est la somme du rayonnement direct et diffus.

    Lorsque l’on évalue l’énergie électrique récupérée par un capteur photovoltaïque ou thermique, c’est cette énergie qu’il faut considérer car ces capteurs sont sensibles à la lumière solaire diffuse et directe.

    Par contre, lorsque l’on veut évaluer l’énergie reçue par un système à concentration (par exemple moteur stirling au foyer d’une parabole : http://www.stirlingenergy.com ), il faut considérer le rayonnement direct seulement.

    On pourrait peut-être trouver le nombre d’heures d’ensoleillement. Mais cela ne suffit pas car suivant l’heure de la journée l’épaisseur d’atmosphère traversée varie et de plus il peut y avoir plus ou moins de voile de type Cirrus, de traînées d’avions….

    Idéalement, pour faire cette mesure il faudrait placer un radiomètre au foyer d’une parabole qui suivrait la direction du soleil (On suppose bien sûr que l’image du soleil est inscrite dans la surface du radiomètre).

    Qui saurait trouver ce type d’information ?


    Merci et à bientôt.
    Bjr à toi,
    Il y a deux CHOSES distinctes dans ta demande
    Suivre la course du soleil. Ce qui est une chose. (reste à savoir si tu veux suivre sur les 2 axes ??)
    Ensuite il y a la mesure de l'ensoleillement reçu ce qui est ..autre chose.

    Je doute q'une "trainée" d'avion est une GROSSE influence sur le résultat !!

    Suivre le soleil pour cela il y a plusieurs solutions: soit la poursuite réelle ou le suivi prédéterminé .
    A+
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"


  5. #4
    FDFD

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,

    Je ne cherche qu'une seule chose: connaître le flux solaire direct.

    Je ne cherche absolument pas à poursuivre le soleil de façon asservie ou prédéterminée. Celà a été fait maintes fois et ce n'est pas un problème.

    J'ai parlé de la parabole et du radiomètre au foyer pour décrire clairement le contributeur qui m'intéresse vraiment pour une application de solaire à concentration.

    Je voudrais évaluer l'énergie électrique que l'on pourrait obtenir avec le solaire à concentration. On peut compter typiquement sur des rendements de 25% à 30%. De plus, l'intérêt du solaire à concentration, c'est que l'on peut stocker cette chaleur dans des sels fondus, pour continuer à produire la nuit.

  6. #5
    vincent66

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonsoir,
    N'es-tu pas un peu autocontradictoire..?
    Un radiomètre placé au foyer d'un concentrateur parabolique implique forcément un système de pointage, asservissement...
    L'évaluation du potentiel thermique d'un site n'implique pas forcément un dispositif à concentration et radiomètre, un dispositif entièrement statique genre "oeil de mouche" basé sur plusieurs photocapteurs IR orientés différement sur un support fixe pourrait convenir...
    La comparaison de l'efficacité de différentes solutions ne peut se faire que par essais comparatifs de prototypes, un peu de sueur et de temps et d'argent à investir...
    Bonne suite !
    Vincent
    Leonardo était ingénieur "sans papier", et moi diplômé juste...technicien...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    f6bes

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Citation Envoyé par FDFD Voir le message
    Bonjour,

    Je ne cherche qu'une seule chose: connaître le flux solaire direct.



    Je voudrais évaluer l'énergie électrique que l'on pourrait obtenir avec le solaire à concentration. On peut compter typiquement sur des rendements de 25% à 30%. De plus, l'intérêt du solaire à concentration, c'est que l'on peut stocker cette chaleur dans des sels fondus, pour continuer à produire la nuit.
    Bjr à toi,
    Encore faut il que tu sois SUR d'etre BIEN pointé (donc suivi).
    Le flux solaire à un instant T n'est pas forcément le flux solaire sur 2 heures.
    Donc une mesure à l'instant T ne sert pas à grand chose.

    Sel fondu: va falloir une sacré masse de sel ( pour espérer une "production" la nuit.
    http://www.google.com/url?sa=t&sourc...ZEL9Yg&cad=rja
    De plus durant la journée te faudra la "puissance" pour production de l'énergie de jour et EN PLUS une "puissance" pour le stockage de nuit.
    En gros te faut doubler ta puissance de production pour "tourner" en continu.
    Fondre du sel implique de FORTE température, tu vises "Odeillo" ?
    Va pas falloir une parabole (plusieurs) ...rikiki !
    Bonne journée
    Dernière modification par f6bes ; 09/06/2011 à 07h18.
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  9. #7
    vincent66

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Encore faut-il trouver le sel adéquat..?
    Je me demande depuis longtemps si pour une petite installation on ne pourrait pas stocker l'énergie thermique dans de l'eau surchauffée à 180°C..?
    Vincent
    Leonardo était ingénieur "sans papier", et moi diplômé juste...technicien...

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  11. #8
    yves25

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour
    Ce qu'il te faut, c'est un pyrhéliomètre (ou sun photometer)
    En fait des mesures de flux direct sont effectuées par meteo france mais ce n'est routinier qu'en quelques stations
    De même l'épaisseur optique de l'atmosphère est mesurée de façon routinière par un réseau (AERONET) mais en fort peu d'endroits
    J'imagine que ce que tu cherches, c'est le flux solaire direct dans ta région en fonction du temps (de l'heure) ou bien est ce une moyenne que tu veux?
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  12. #9
    FDFD

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour à tous,

    Oui en effet, je crois bien que c'est d'un pyrhéliomètre dont j'aurais besoin. Ce qui m'importe, c'est de ne mesurer que la partie directe, plus ou moins atténuée par l'épaisseur optique de l'atmosphère et pas les cirrus.

    Quant à savoir si je veux la part d'énergie intégrée sur l'année ou plutôt l'enregistrement du flux en fonction du temps....

    Pour mon application, l'idéal serait d'avoir l'enregistrement en fonction du temps sur une année.... mais je crois que je peux me contenter de l'énergie intégrée sur une année pour faire un calcul de coin de table. Avec cette énergie j'imagine que je peux chauffer une masse de sel fondu qui est utilisée comme source chaude d'un moteur à combustion externe (stirling ou autre).

    C'est en fait ce qui avait été fait par EDF à la centrale Thémis, près d'Odeillo. Cette centrale est maintenant abandonnée...

    Je serais curieux de comparer le coût du KWh photothermique et photovoltaïque, dans le cas d'une production très importante nécessitant du stockage. il n'es pas sûr que le photovoltaïque gagne la partie.

    Qu'en pensez-vous ?

  13. #10
    vincent66

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonsoir,Themis est en passe d'être convertie en du photovoltaïque, c'est bêta..!
    Pour moi le thermique a de notables avantages surtout dans les régions oû il y a pléthore d'infrarouges mortels pour le pv...
    Vincent
    Leonardo était ingénieur "sans papier", et moi diplômé juste...technicien...

  14. #11
    verdifre

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Je serais curieux de comparer le coût du KWh photothermique et photovoltaïque, dans le cas d'une production très importante nécessitant du stockage. il n'es pas sûr que le photovoltaïque gagne la partie.
    je pense en effet que le match est surement serré, par contre pour la production d'electricité en "faible" puissance le photovoltaique est bien plus economique

    Reste a voir les modeles de developpement retenus, production centralisée ou decentralisée
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  15. #12
    FDFD

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Salut à tous,

    Je suis d'accord Fred que pour les petites installations, le photovoltaique est le moins cher.

    Mais je pense de plus en plus que le photovoltaique ne peut etre déployé comme à présent, au niveau de microinstallations chez les particuliers. C'est très cher car chaque cas étant particulier, il est difficile de faire de l'optimisation et de bénéficier des économies d'échelle. Chaque fois, par exemple, il faut résoudre des problèmes d'étanchéité différents, des problèmes d'ombrage, etc...

    Ainsi, j'imagine plutot des unités photovoltaiques de quelques Km2 pour lesquelles on doit pouvoir tirer le KWh sérieusement vers le bas. Par contre, se posera toujours le problème du stockage, qui doit être compté dans le prix du KWh photovoltaique.

    C'est pourquoi, dans ces conditions, il devient pertinent de s'intéresser aussi aux centrales solaires thermiques.

    Cordialement.

  16. #13
    verdifre

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Pour moi, si elle est suffisement repartie , l'energie solaire est presque parfaitement previsible. Si on regarde les courbes de consommation, on consomme plus la journée que la nuit.
    Un stockage thermique, n'est pas un stockage à long terme , de quelques heures à quelques jours au grand maximum. (donc du solaire a stockage thermique ne peut suffire seul). Alors faisons ce qui est simple, essayons deja à l'aide du solaire de fournir cette pointe de courant diurne. Pour cela pas besoin de stockage ou de systeme complexe.
    Je suis de plus partisan que chaque consommateur produise lui même une part de son energie (le reseau étant la pour equilibrer l'ensemble)
    Si lors d'une implantation d'usine on est forcé de prevoir x% de la consommation produite sur place cela pousse aux economies d'energie. Le but étant à terme que chacun produise son energie et que le reseau serve à l'interconnexion plutot qu'a la distribution.
    en bref on arriverai à un maillage du reseau plutot du type d'internet plus que du systeme centralisé actuel (il semble que l'experience prouve que ce type de reseau est particulierement robuste et adaptable).

    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  17. #14
    verdifre

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    re,
    Concernant le solaire thermique , dont je ne nie pas l'interet à long terme, je crois que le plus urgent est de l'employer pour les applications purement thermiques.
    Si comme cela semble se dessiner on s'oriente vers une sortie du nucleaire, les chauffe eau qui tournent la nuit n'auront plus aucun interet (les tarifs preferentiels qui y sont appliqués non plus). Les chauffe eau et le chauffage solaire devraient être les premiers debouchés du solaire thermique. Ces technologies sont maintenant peu couteuses et bien maitrisées
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  18. #15
    vincent66

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Et exit aussi les cuisinières électriques et leurs pics de consommation aux heures les plus ensoleillées... mais ça c'est encore beaucoup de réorganisation et d'investissements..!
    Vincent
    Leonardo était ingénieur "sans papier", et moi diplômé juste...technicien...

  19. #16
    polo974

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    Bonjour,
    ...
    Je suis de plus partisan que chaque consommateur produise lui même une part de son energie (le reseau étant la pour equilibrer l'ensemble)
    ...
    fred
    Et comment ils font ceux qui habitent un immeuble mal exposé ???

    Il y a une chose assez marrante que j'observe su les forums: souvent, le modèle d'habitation est celui de la maison individuelle, qui est en fait un très mauvais modèle en terme environnemental, car il engendre des déplacement sur de plus longues distances, des pertes en isolation, etc, etc, que l'installation d'un capteur d'énergie aura du mal à compenser...
    Daudet, tu vas nous manquer...

  20. #17
    Jorie88

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Il y a une chose assez marrante que j'observe su les forums: souvent, le modèle d'habitation est celui de la maison individuelle,
    C'est peut-être tout simplement parce que c'est ce que connaissent le mieux les forumeurs et on parle surtout de ce qu'on connaît !!! Mais bon je suis d'accord que ce n'est pas un bon modèle en terme environnemental.

    Et exit aussi les cuisinières électriques et leurs pics de consommation aux heures les plus ensoleillées... mais ça c'est encore beaucoup de réorganisation et d'investissements..!
    BEAUCOUP de réorganisation et investissements... ou plutôt beaucoup plus de volonté de la part des grands groupes (ceux qui construisent en majorité les immeubles) d'aller vers une meilleure qualité de leur bâtiment. Quand je vois que ma résidence (qui a moins d'un an) est totalement électrique, que les fenêtres laissent entrer presque autant d'air ouvertes ou fermées (bon j'exagère peut-être un peu) ce qui est en fait pas mal en été car sinon ce serait un véritable four... Je me dis qu'on a encore énormément de progrès à faire...

  21. #18
    verdifre

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Et comment ils font ceux qui habitent un immeuble mal exposé ???

    Il y a une chose assez marrante que j'observe su les forums: souvent, le modèle d'habitation est celui de la maison individuelle, qui est en fait un très mauvais modèle en terme environnemental, car il engendre des déplacement sur de plus longues distances, des pertes en isolation, etc, etc, que l'installation d'un capteur d'énergie aura du mal à compenser...
    les projets collectifs sont en effet les plus interessants
    http://www.clipsol.com/projets-equip...collective.php
    de plus il y a toujours au moins un toit qui lui est exposé (sauf cas vraiment exeptionnel)
    donc en commencant en priorité par les applications thermiques et en poursuivant selon la place disponible par des applications electriques il y a quand même moyen de produire pas mal d'energie.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  22. #19
    FDFD

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,

    Je viens de trouver l'info que je cherchais dans un article des techniques de l'ingénieur (centrales solaires thermodynamiques écrit par Alain Ferrière):

    Il dit que suivant la région, le rayonnement solaire direct est compris entre 50% et 90% du rayonnement solaire total (diffus + direct).

    Et malheureusement la France n'est pas dans la zone la plus favorable. Cette zone a la forme d'une ceinture qui commence en Espagne et va jusqu'en Afrique du nord.

    Ci-joint une présentation dans laquelle vous pourrez trouver cette carte:

    http://ex.sauvonsleclimat.org/colloq...s_09/Bobin.pdf

    Bon, donc pas vraiment intéressant chez nous !

    Il nous faut plutôt utiliser le solaire thermique basse température pour le chauffage et le photovoltaique qui capte aussi l'énergie diffuse.

    A bientôt

  23. #20
    yves25

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Le solaire est une énergie répartie de façon diffuse
    voulir la concentrer, c'est aller contre la logique.

    On a abandonné Thémis, entre autres, à cause de ça
    Le solaire est donc bien adapté au chauffage individuel et à la climatisation par exemple, par contre concentrer , ça reste un sacré pb.

    Ca a été fait très efficacement ...par la végétation mais ça a pris pas mal de temps pour faire du charbon
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  24. #21
    Moinsdewatt

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    Le solaire est une énergie répartie de façon diffuse
    voulir la concentrer, c'est aller contre la logique.

    On a abandonné Thémis, entre autres, à cause de ça
    Le solaire est donc bien adapté au chauffage individuel et à la climatisation par exemple, par contre concentrer , ça reste un sacré pb.

    Ca a été fait très efficacement ...par la végétation mais ça a pris pas mal de temps pour faire du charbon
    et pourtant il y plusieurs centrales solaires à concentration en construction en Espagne, en Californie.

    MASDAR prés de Abou dabhi en construit une de 100 MW.


    Masdar City's solar power plant is net exporter of energy to UAE

    june 09, 2011

    Masdar Power is currently constructing the 100 MW Shams One solar thermal, one of the largest concentrated solar energy plants of its kind in the world.


    The largest solar energy photovoltaic (PV) plant in the MENA region located in Masdar City has hit all performance targets in the first two years of its operations, demonstrating that utility-scale PV plants in the region are viable, Masdar said today.

    The 10 MW PV solar power plant, which is one of five projects in the UAE registered for carbon credits under the United Nation's Clean Development Mechanism (CDM), entered its third year of operations this month. Since operations began, the plant has saved 24,000 tons in CO2 emissions, which is the equivalent of taking 3,300 cars off Abu Dhabi's roads.

    The 10 MW solar power plant, consisting of 87,777 panels of thin film and crystalline silicon technologies, and connected to the Abu Dhabi National Grid, has so far generated approximately 36,000MWh of clean energy. The plant is a net exporter of energy to the grid after it meets the entire energy needs of the Masdar Institute of Science and Technology (M.I.S.T.) in Masdar City.

    "The success of the 10 MW PV solar energy plant is a good example of how Masdar integrates research, development and innovation with investment, sustainable production, and deployment," said Frank Wouters, Director, Masdar Power, one of the five integrated units of Masdar. "The utility-scale PV plant has also enabled our engineers to gain insights into ways different PV technologies respond to the region's climactic conditions. The expertise and knowledge gained will serve as a valuable reference point for other utility-scale PV projects in the region," he added.

    The connection of the 10 MW solar power plant to Abu Dhabi's electrical grid was a joint effort by Masdar, Abu Dhabi Distribution Company (ADDC) and the Emirate's regulatory body, the Regulation and Supervision Bureau. ADDC, Abu Dhabi's main grid holder is responsible for operating and developing the distribution networks.

    Masdar Power is currently constructing the 100 MW Shams One, one of the largest concentrated solar power plants of its kind in the world and the largest in the Middle East. Located at Madinat Zayed, 120km southwest of Abu Dhabi city, the concentrated solar energy project, is on schedule for completion towards the end of 2012.
    http://www.evwind.es/noticias.php?id_not=11914

  25. #22
    verdifre

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Ci-joint une présentation dans laquelle vous pourrez trouver cette carte:

    http://ex.sauvonsleclimat.org/colloq...s_09/Bobin.pdf

    Bon, donc pas vraiment intéressant chez nous !
    sur ce document, page 46, il ya une carte interessante ou l'on voit le rôle reservé au couple franco allemand dans la production d'energie. Cela ressemble à un bon gros Nimby au niveau europeen. On veut bien de l'energie renouvelable mais pas chez nous. Il est sur que nous n'avons pas toujours des ressources aussi interessantes que nos voisins, mais le partage dénote un peu le même schéma que pour l'approvisionnement en petrole
    Les conflits et les guerres, c'est pas fini
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  26. #23
    yves25

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Citation Envoyé par Moinsdewatt Voir le message
    et pourtant il y plusieurs centrales solaires à concentration en construction en Espagne, en Californie.

    MASDAR prés de Abou dabhi en construit une de 100 MW.



    http://www.evwind.es/noticias.php?id_not=11914
    Bah oui, mais si c'est pour faire de la clim dans des habitations dispersées, c'est un peu débile, non?
    C'est ça que je voulais dire
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  27. #24
    verdifre

    Re : Rayonnement solaire direct et diffus

    Bonjour,
    Bah oui, mais si c'est pour faire de la clim dans des habitations dispersées, c'est un peu débile, non?
    C'est ça que je voulais dire
    surtout que pour faire de la clim on a pas forcément besoin de passer par l'electricité et par son stockage. Les besoins en clim étant généralement les plus forts quand le soleil est présent
    cerise sur le gateau, les mêmes capteurs peuvent servir pour la clim et pour le chauffage.
    un des enjeux des energies renouvelables sera surement de desaprendre le tout electrique
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

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