Puissance solaire : 1000 W/m2 ou 342 W/m2

[invitedf2f48a1]

Bonjour,
J'ai une petite question au sujet de la puissance solaire incidente.
En discutant avec ma copine qui étudier ces cours de climatologie, elle me parle d'une puissance solaire incidente de 342 W/m2. Je connais ce chiffre, on l'avais même calculer en cours.
Par contre en réflechissant sur la puissance d'un panneau solaire je me souviens qu'on prend une irradiation de 1000 W/m2.... ca fait beaucoup plus....

J'ai un soucis... c'est peut être pas du tout la même chose en fait? Les 342 serait une puissance thermique? et les 1 000 non?

please, Help me
-----

[invitec27b7f8c]

342 W/m2. -> constante solaire

Pour connaitre l'irradiation "en temps réel" sur un lieux précis, ici

[invitec50a8c54]

L'énergie solaire émise sur 1 m2 mesurée dans le vide (hors atmosphère) est de l'ordre de 1000 w. Si on prend en compte le barrage de l'atmosphère, et ensuite les pertes au cours de la "récupération" de l'énergie, on descend au dessous des 500w dans les meilleurs cas.

[herakles]

Si on prend en compte le barrage de l'atmosphère

ET si on prend en compte la longueur de la traversée du rayonnement solaire qui dépend de l'angle d'inclinaison par rapport au sol , donc de la latitude ...
Elle n'est pas la même à l'Equateur et à 50° de latitude Nord ..encore moins au Pôle Nord

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec50a8c54]

c'est bien ça, la perte liée à l'atmosphére varie selon la façon dont les rayons la traverse...

[invitec27b7f8c]

L'énergie solaire émise sur 1 m2 mesurée dans le vide (hors atmosphère) est de l'ordre de 1000 w. Si on prend en compte le barrage de l'atmosphère, et ensuite les pertes au cours de la "récupération" de l'énergie, on descend au dessous des 500w dans les meilleurs cas.

Je suis désolé, mais grace au calculateur que j'ai déjà linké,
vous vous rendrez compte que l'irradiance reçue au sol atteint facilement 1000 w/m2, même en france .
Les pertes de récupération, on en tiens compte après, pas avant ...

[invitec50a8c54]

Le chiffre que je donne (1000 w/m2), je l'ai trouvé dans une étude rapportant des mesures faites dans l'espace. J'ai aussi lu dans un ouvrage de physique qu'une couche d'air absorbait une partie de l'énergie solaire. Pour ma part, je n'ai jamais fait de mesures dans ce domaine.

[invitee45b4160]

Moi j'ai pris en compte les données suivantes :

- La constante solaire se dit de l'éclairement énergétique d'une surface normale aux rayons solaires, située à la limite de l'atmosphère. Cette valeur est fixée à 1.353 W/m2
(source : http://www.outilssolaires.com/Glossa...rminologie.htm)

- En été, la densité de flux atteignant une surface peut valoir dans les meilleures conditions de 900 à 1000W/m2.
(source : http://audience.cerma.archi.fr/cerma...t_solaire.html)
(c.a.d. la surface de la terre, par temps dégagé, quand le soleil est au plus haut, et pas au pole nord)

- la quantité moyenne d'énergie reçue par la Terre est de 342 W/m2
(source : http://www.educnet.education.fr/obte...rad/bilan2.htm
et http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_solaire)

- Pour avoir un ordre d'idée de l'énergie réellement disponible sur un m² en fonction du lieu, de la saison, de l'orientation de ce m²... :
http://ines.solaire.free.fr/gisesol_1.php

[invite8d65ab6d]

Bonjour,

je profite de cette discussion pour poser une question.
Pour un projet, je travaille sur le chauffage solaire, plus particulièrement les panneaux solaires thermiques de types "plan".

J'essaye de trouver des courbes pour ce type de panneau (rendement en fonction de la différence de température entre l'extérieur et le fluide caloporteur). Mais toutes les courbes que je trouve sont pour une puissance solaire par m2 largement supérieure à ce qui arrive réellement au sol. Par exemple : http://mob.dordogne.free.fr/images/c...0rendement.jpg ou le rendement est pour une puissance de 500W/m2.

Or si l'on en croît le site de l'ademe, pour la France le gisement solaire au sol est de 1220 à 1760 kWh/m2/an : http://www.ademe.fr/midi-pyrenees/a_2_08.html
Ce qui fait une puissance d'environ 140 à 200 W/m2.

Soit il y a quelque chose que je ne comprends pas, soit les courbes que l'on trouve sont des valeurs bien supérieures à la réalité.

Merci à ceux qui pourraient m'expliquer, parce que j'ai du mal là...

[invitee45b4160]

Quand vous calculez 140 à 200W, vous comptez 24h d'ensoleillement par jour ?

[inviteb53e2f2d]

Je crois bien oui.

De toutes façons même en ramenant à 12h de soleil par jour le chiffre ne représentera pas grand chose, pour dimensionner on se base sur les apports annuels et ceux de pointe.

[invite897678a3]

Bonjour à tous,

Or si l'on en croît le site de l'ademe, pour la France le gisement solaire au sol est de 1220 à 1760 kWh/m2/an : http://www.ademe.fr/midi-pyrenees/a_2_08.html
Ce qui fait une puissance d'environ 140 à 200 W/m2. .

Quelque chose m'échappe.
Je relève sur ce site 1300 kWh/m2/an et une durée moyenne d’ensoleillement de 2 000 heures par an.
1 300 000 divisé par 200 donne une puissance moyenne solaire de 650 W par mètre-carré.
Quand vous dites <<140 à 200 W/m2>>, doit-on comprendre pertes de transformation déduites, c'est-à-dire énergie moyenne récupérée?

De toute les manière, il me semble que c'est une hérésie de parler de puissance moyenne annuelle pour du solaire thermique destiné à satisfaire les besoins en chauffage d'une habitation.
En effet, c'est au plus fort de l'hiver, quand le pâle soleil est bas sur l'horizon, qu'une forte puissance est nécessaire pour se chauffer.

Pour le dimensionnement d'une installation de chauffage solaire, il me semble que les valeurs moyennes mensuelles seraient plus utiles.

[invite594cc180]

Rappel sur les unités :
X * KWH = X * 1000 * 3600 W

Donc 1300 kwh = 4680 MW
Donc 4680 MW / 365 jours / 24 heures / 3600 secondes = 148 W environ

[invite594cc180]

J 'ai oublié le 1300 kwh/an qui me permet de diviser l'ensemble je vais me faire punir

[inviteb53e2f2d]

Rappel sur les unités :
X * KWH = X * 1000 * 3600 W

Donc 1300 kwh = 4680 MW
Donc 4680 MW / 365 jours / 24 heures / 3600 secondes = 148 W environ

Je n'ai rien compris, tu peux développer?

[invite8d65ab6d]

Quand vous calculez 140 à 200W, vous comptez 24h d'ensoleillement par jour ?

Mea culpa, mon erreur vient de là...

Je relève sur ce site 1300 kWh/m2/an et une durée moyenne d’ensoleillement de 2 000 heures par an.
1 300 000 divisé par 200 donne une puissance moyenne solaire de 650 W par mètre-carré.

Ca me semble plus cohérent maintenant.


En fait c'est surtout que je ne trouvais un chiffre de puissance/m2 totalement décalé par rapport aux courbes que l'on trouve. Après c'est moins les valeurs qui m'intéressent, mais surtout l'allure des courbes. Avec le rendement qui décroit avec l'augmentation de la différence de température.

Merci à tous.

[invite594cc180]

Bon on reprend les bases :

- 1 Watt = 1 joule en une seconde
- 1 KW = 1000 W
- 1 MW = 1000000 W
- 1 WH = 1 watt pendant 1 heure donc au total 3600 watts (3600 secondes)
- 1 KWH = 1000 watts pendant 1 heures donc 3,6 MW (3600 * 1000)
- 1 KWH/m2 = 3,6 MW sur 1 m2
- 1 KWH/an = 3,6 MW sur une période de 1 an donc il faut diviser par 365 jours puis 24 heures puis 3600 secondes pour avoir les watts (moyenne généralement)

Donc 1300 kwh/an = 4680 MW/an (1300 * 1000 * 3600)
Donc 4680 MW / 365 jours / 24 heures / 3600 secondes = 148 W environ (moyenne indiquant les joules que l'on peut avoir en une seconde pendant un an)

[inviteb53e2f2d]

- 1 WH = 1 watt pendant 1 heure donc au total 3600 watts (3600 secondes)[...]
Donc 1300 kwh/an = 4680 MW/an (1300 * 1000 * 3600)
Donc 4680 MW / 365 jours / 24 heures / 3600 secondes = 148 W environ (moyenne indiquant les joules que l'on peut avoir en une seconde pendant un an)

Ah oui mais non, tu mélanges allègrement les Watts et Joules, ça ne veut rien dire...

On cherche à calculer quoi?

[invite594cc180]

Je voulais juste indiquer que Migoux (moyenne annuelle) a calculé de la sorte et non en période d'ensoleillement comme a fait Ouk a passi (moyenne pendant les périodes de soleil)
Et au contraire Krom joule et watt mélangé c'est la même chose sauf que les watts prennent en compte le temps
http://fr.wikipedia.org/wiki/Watt

[invitee45b4160]

Et au contraire Krom joule et watt mélangé c'est la même chose sauf que les watts prennent en compte le temps

Ouhais, c'est l'heure de la sieste, je crois...

[invite897678a3]

Bonjour,

Je voulais juste indiquer que Migoux (moyenne annuelle) a calculé de la sorte et non en période d'ensoleillement comme a fait Ouk a passi (moyenne pendant les périodes de soleil)

Je tentais seulement une approche un peu plus réaliste, permettant de dimensionner une installation de chauffage solaire en fonction des besoins hivernaux.

1 WH = 1 watt pendant 1 heure donc au total 3600 watts (3600 secondes)

Nous sommes plusieurs à essayer de te dire qu'une puissance (valeur instantannée) de 1 W apportée (ou consommée) pendant 1 heure n'est en aucune manière 3 600 Watt, qui est toujours une puissance ,
mais correspond à une énergie de 3 600 Joule.


Tu te comprends sans doute, mais tu exprimes bizarrement:

joule et watt mélangé c'est la même chose sauf que les watts prennent en compte le temps

Tu veux dire par là (maladroitement) qu'il existe une relation entre puissance et énergie liée au temps.

Il est logique que cela produise des réactions sur le forum.

[invite594cc180]

Je comprends exactement ce que vous voulez dire (vieilles habitudes) et je m'en excuse .

[invite594cc180]

Voici ma revue corrigée (j'espère qu'elle est bonne cette fois ci et comme quoi les rappels c'est utile) :
- 1 Watt = 1 joule en une seconde
- 1 KW = 1000 W
- 1 MW = 1000000 W
- 1 WH = 1 watt pendant 1 heure donc au total 3600 joules (3600 secondes)
- 1 KWH = 1000 watts pendant 1 heures donc 3,6 MJ (3600 * 1000)
- 1 KWH/m2 = 3,6 MJ sur 1 m2
- 1 KWH/an = 3,6 MJ sur une période de 1 an donc il faut diviser par 365 jours puis 24 heures puis 3600 secondes pour avoir les joules (moyenne généralement)

Donc 1300 kwh/an = 4680 MJ/an (1300 * 1000 * 3600)
Donc 4680 MJ/ 365 jours / 24 heures / 3600 secondes = 148 J environ

[invitec27b7f8c]

slt !

Pour le dimensionnement d'une installation de chauffage solaire, il me semble que les valeurs moyennes mensuelles seraient plus utiles.

Voir même les valeurs "instantanées" par ciel clair (c'est bien par ciel clair que le DT s'affole et le rendement chute, non ?)

On en revient à :
constante solaire "dans le vide" -> 13XX w/m2
constante solaire "moyenne planétaire" -> 3XX w/m2
Irradiation solaire annuelle moyenne en france -> 13XX kwh/m2
Irradiation solaire "instantanée locale" -> 0 à 10XX w/m2 suivant latitude, saison, inclinaison, orientation ...
(Voir lien précédemment donné, "Daily radiation" ou "Monthly radiation")

[invite2cc5703d]

Bonjour,

je suis bien d'accord avec l'irradiance de 1361 W/m^2 mais ce que je ne comprends pas c'est le 342 W/m^2. Pourquoi divise-on par 4 la constante solaire. Le rapport entre la surface d'une sphère et celle d'un disque est de 4 mais il y a que la moitié de la sphère qui est exposé. Pour moi la valeur de l'irradiation serait de 680W/m^2. Qu'est ce que je ne comprends pas?
Je dois faire une évaluation de l'apport de puissance de panneau thermiques sur une année. Quel valeur de rayonnement moyen dois-je prendre. Merci

[AD 44]

salut,

le calcul se fait du disque équatorial (exposé) au globe.

[barda]

Bonjour,

je suis bien d'accord avec l'irradiance de 1361 W/m^2 mais ce que je ne comprends pas c'est le 342 W/m^2. Pourquoi divise-on par 4 la constante solaire. Le rapport entre la surface d'une sphère et celle d'un disque est de 4 mais il y a que la moitié de la sphère qui est exposé. Pour moi la valeur de l'irradiation serait de 680W/m^2. Qu'est ce que je ne comprends pas?
Je dois faire une évaluation de l'apport de puissance de panneau thermiques sur une année. Quel valeur de rayonnement moyen dois-je prendre. Merci

C'est simple si on se situe au niveau de l'orientation du panneau par rapport au rayonnement solaire; le panneau étant lié à la surface de la terre, il tourne avec celle-ci, comme s'il tournait sur lui-même au rythme d'un tour par jour:

- à midi (solaire) il est strictement perpendiculaire aux rayons du soleil; il reçoit 1361w/m2
- 1 h plus tard, il aura tourné d'un angle alpha, et ne présentera plus, perpendiculairement aux rayons solaire, qu'une surface réduite (fonction sinusoïdale de sa surface), et il ne recevra qu'une puissance réduite en proportion de la réduction apparente de sa surface.
- 6 h plus tard, il présentera sa tranche aux rayons, donc une surface nulle (sinus=0)
- à minuit, il sera à nouveau parfaitement perpendiculaire aux rayons, mais à l'ombre.
etc...

sur 24 h, il aura reçu en moyenne 342 W/m2
sur 12 heures de jour, il aura reçu 680 W/m2
la plus forte puissance enregistrée (à midi) sera 1361 W

Ceci n'est valable qu'au dessus des couches denses de l'atmosphère, à l'équateur.

Sous nos climats, compte tenu de l'épaisseur d'atmosphère à traverser, compter sur 1 kW/m2 vers midi est un ordre de grandeur correct; la mesure exacte dépendra de la luminosité du ciel, de l'orientation exacte du panneau, de la saison (qui fixe l'épaisseur d'atmosphère à traverser), de la latitude...

Il est facile de trouver des tables indiquant la valeur (en kWh) du rayonnement solaire en fonction des régions... Cette valeur est la puissance radiative reçue à cet endroit, elle se traduira en fonction du type de capteur (et de son "rendement") en puissance thermique ou en puissance électrique récupérable...

[invite936c567e]

Je dois faire une évaluation de l'apport de puissance de panneau thermiques sur une année.

L'apport brut de puissance doit également tenir compte des conditions d'installation et d'utilisation locale du panneau, notamment :
- de l'orientation du panneau, éventuellement réglable selon la saison. (Pour un panneau fixe, une orientation donnant une grande puissance moyenne annuelle tend à réduire la puissance moyenne quotidienne au moment où l'on en a le plus besoin, en hiver, et n'est donc pas forcément la meilleure solution recherchée.)
- des conditions climatiques, de la pollution atmosphérique, du relief du terrain et des obstacles (bâtiments, végétation) qui réduisent la puissance reçue à certaines heures ou périodes de l'année.
- de l'albédo qui augmente la puissance reçue.

L'apport net tient compte des pertes thermiques, qui peuvent également varier au cours de l'année (température extérieure, vent, précipitations, ...).

[invite897678a3]

Bonjour ,

C'est un peu dommage d'avoir repris une discussion ancienne (près de 5 ans déjà, un record ) au lieu d'en ouvrir une nouvelle.

Bon, au moins il s'agit toujours du même sujet.

Je vais joindre à mon petit message une simulation concernant une installation photovoltaïque.
Celle-ci sera visble dès qu'un gentil modérateur aura validé la pièce jointe.

Il ne s'agit pas exactement de ce que vous recherchez ...

Je dois faire une évaluation de l'apport de puissance de panneau thermiques sur une année. Quel valeur de rayonnement moyen dois-je prendre. Merci

... mais qu'i s'agisse de PV ou de thermique, les valeurs d'ensoleillement sont les mêmes

[Paillafond]

Bonjour Ouk A Passy

plus à l'aise avec le Français, je choisis INES pour connaître le gisement solaire sur Bordeaux, orientation plein Sud (azimut 0°), inclinaison 45°.
Pour 1 m2, annuellement le résultat global (diffus + réfléchi + direct) est de 3,98 kwh/jour avec un surface fixe.
Si la surface est orientable et inclinable pour suivre le soleil, alors la collecte est de 5,15 kwh/jour.