Panneaux solaires

[invitec8535965]

Bonjour,

Voila mon problème : j'aimerais dimmensionner une installation de panneaux solaires.
J'aimerai réchauffer 300 m^3 d'eau, en moyenne, par jour de 15°C à 30 °C. Je ne sais pas comment faire pour dimensionner l'installation (le ballon, l'échangeur, ainsi que les panneaux solaires). J'ai essayé quelquechose est je trouve une surface assez énorme. J'ai vu sur internet qu'un m² de panneaux solaires thermiques pouvais absorber au mini 100W/m² et au max 1000W/m².
Je vous ai mis l'installation que je voulais faire en fichier joint.

Merci pour votre aide
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Pour chauffer 300 m3 d'eau de 15°C il vous faut 1,9 e+10 joules.
Par un jour de grand soleil on peut recevoir quelques 700 m² en France ce qui fait 1,5 e+7 joules.
En imaginant que le panneau absorbe toute l'énergie provenant du soleil il vous faudra 1270 m² de panneaux solaires.
Et je vous rappelle que c'est pour les jours de grand soleil avec des panneaux orientables. Pour les jours couverts je ne fais pas le calcul.
Et je n'ai pas tenu compte ni de le manque d'efficacité des panneaux, ni des pertes thermiques des panneaux.

Pensez-vous toujours que ce soit une bonne idée?
Au revoir.

[invite21348749873]

Bonjour,

Voila mon problème : j'aimerais dimmensionner une installation de panneaux solaires.
J'aimerai réchauffer 300 m^3 d'eau, en moyenne, par jour de 15°C à 30 °C. Je ne sais pas comment faire pour dimensionner l'installation (le ballon, l'échangeur, ainsi que les panneaux solaires). J'ai essayé quelquechose est je trouve une surface assez énorme. J'ai vu sur internet qu'un m² de panneaux solaires thermiques pouvais absorber au mini 100W/m² et au max 1000W/m².
Je vous ai mis l'installation que je voulais faire en fichier joint.

Merci pour votre aide

Bonjour
Compte tenu des conditions d'ensoleillement, du rendement du capteur, de l'installation, etc...oubliez les 1000 W/m² et pensez plutot 300W/m² moyens au mieux.
Le solaire est tres séduisant au premier coup d'oeuil, mais la nature est avare; a moins d'habiter en Isräel ou lle plus mauvais panneau donne un excellent resultat, vous serez déçu.
Cordialement

[invitec8535965]

En effet ca me parait dur à réaliser ce projet. La surface serait bien trop important pour un rendement assez incertain.
Je vous remercie de vos réponses, ca m'a été utile.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3d779cae]

300m^3 me parait important, j'ai vu une vidéo d'une maison bioclimatique en Allemagne pour laquelle ils utilisait un ballon de 27.000L, avec ce volume ils arrivaient a couvrir 90 à 95% des besoins de chauffage ! Donc un volume 10x plus important je ne vois pas l'intérêt. A moins que vous ayez réellement besoin d'un tel volume ? Quelques précisions sur votre projet ?

[invitec8535965]

En faite c'est une entreprise qui me demande de réaliser cette étude, je suis en stage.

Ils ont en faite 100 à 300 m3/jour à 15°C à réchauffer, selon leurs besoins. Ils m'ont di que le but est de pouvoir à long terme faire des économies sur une autre énergie d'appoint. L'installation que je dois mettre en place doit pouvoir augmenter la température d'un delta(t) de 15 à 70°C environ, et que donc chaque degrès supplémentaire sera une économie.
Je me suis di qu'une installation mixte panneau solaire et pompe à chaleur serait peut etre plus approprié. Qu'en pensez vous?
Si je prend 300 m² de capteur et une PAC de 200 kW mini (condition à -15°C), je trouve une puissance max de 420kW et mini 200kW (quand les panneaux solaires ne produisent pas).
La température serait réhaussée de 16°C au mini et de 85°C au maxi (environ)

Mes calculs vous semblent-ils corrects?

Merci beaucoup de votre aide

[invite3d779cae]

Une pac c'est pas si rentable que ça... Si elle a un cop de 3, ce qui est déjà pas mal elle consommera entre 67kW et 140kW, je ne sais pas ce que c'est comme entreprise, mais vu qu'ils ont de quoi chauffer 300m^3 de flotte ils doivent avoir une installation électrique importante, mais faut quand même se renseigner, car au démarrage d'une pac il y a un énorme appel de courant et généralement la puissance consommé est 4 fois supérieur à celle en régime constant (pour celle que j'ai pu voir) ce qui nous donne 560kW à encaisser durant un court laps de temps certes, mais a encaisser quand même.

Pour ce qui est de l'entretient, la réglementation oblige de faire appel a un personnel qualifier dans la manipulation des fluides frigorifiques. Si c'est un mélange gazeux qui est utilisé, lors d'un problème de fuite, le bon sens veut que l'ont purge et change le gaz de l'installation complète car on ignore quel composé est parti et en quel proportion. Vu la puissance ce n'est surement pas une petite quantité !

Il y a encore d'autres détails a prendre en compte, par exemple : quel sera la source de chaleur de cette pac. Si c'est sur nappe phréatique (meilleur rendement vu que les température sont aux alentours de 15°C toute l'année), il faudra tenir compte du fait qu'une nappe peut bouger, j'ai entendu des cas assez impressionnant : lors de la construction d'un contournement d'une ville une personne s'est retrouver avec son puits a sec donc dans l'impossibilité d'utiliser sa pac ! Il faut aussi prendre en compte le nettoyage des filtres

Si c'est une pac sur air il faut penser a l'emplacement de l'échangeur extérieur, pouvoir évacuer les condensats, penser a la consommation durant les phases de dégivrages .....

Si c'est une pac sur géothermie, surement la plus intéressante mais la plus couteuse, les températures sont stables pas d'entretiens du capteur, mais ça a un coût de départ ... Je me demande si, vu que c'est une entreprise, un forage plus en profondeur ne permettrait pas d'exploiter directement la chaleur du sous sol pour chauffer ces 300m^3

Donc pour résumer, les panneaux une grande quantité car comme l'a dit Arcole en france on reçoit a peu près 300W/m², pour ce qui est de la pac, c'est réalisable, mais de loin pas simple. Il faudrait se renseigner sur la nature du sous sol et voir si un forage en profondeur ne serait pas plus rentable et de plus avec un tel système l'énergie est là toute l'année.

[invitee0b658bd]

bonjour,
tu peux peut etre poser le problème autrement. Faire faire tout aux panneaux solaires me semble irréaliste, cependant tu peux déja a faible cout l'été gagner 5 à 6 ° avec des echangeurs à air, cela pourrait même etre aprécié dans les bureaux, tu supprimes une clim et tu chauffes ton eau d'un seul coup
pour le reste, le solaire peut t'apporter trés facilement et à faible cout les premiers degrés que tu as à gagner, le rendement des panneaux solaires dépendant de la temperature du fluide (plus tu travailles sur un fluide froid mieux cela marche)
les premiers 200 ou 300 m² de panneaux solaires seront les plus rentables. les faire travailler si possible sur l'eau qui rentre à 15° et s'en servir comme prechauffage. Il faut aussi prevoir un stock d'eau suffisant pour emmagasiner les calories le week end et quand il n'y a pas de consommation d'eau.
Aprés, pour ne pas compliquer inutilement le système, il faut faire attention à ne surtout pas surdimentionner et de ne pas avoir à gerer une eventuelle surchauffe.
la pompe a chaleur peut être interessante, mais tu travailles avec des delta t relativement élevés, le rendement ne sera pas exeptionnel (mais toujours bon a prendre) faire quand même attention à l'étendue de terrain que tu vas refroidir.
fred

[invitec8535965]

Je n'ai pas bien compri ce ke tu as di :cependant tu peux déja a faible cout l'été gagner 5 à 6 ° avec des echangeurs à air, cela pourrait même etre aprécié dans les bureaux, tu supprimes une clim et tu chauffes ton eau d'un seul coup.

Est ce ke tu pourrai m'expliquer un peu plus? Merci

[invitee0b658bd]

bonjour,
tu disposes d'eau à 15° pendant la canicule, tu prend l'eau pour refroidir les bureaux (plus besoin de clim) et cela chauffe déja un peu ton eau, un circuit de radiateurs ou d'aerothermes est suffisant. C'est dommage de se priver de ce genre d'avantages ou tu peux faire d'une pierre deux coups.
si a d'autres endroits au niveau du process, il y a du refroidissement à faire, il ne faut pas se priver non plus
partout ou tu depenses de l'energie pour retirer des calories, si tu peux les prendre pour chauffer ton eau c'est pas plus mal
fred

[invitec8535965]

J'ai dimensionner ma partie solaire afin de pouvoir réhausser ma température d'un deltaT=15°C donc j'arrive à 30°C (bien entendu c'est une moyenne très grossière sur l'année).

Je voulais augmenter ma température de quelque degrès encore en installant une pompe à chaleur supplémentaire. Je voudrais qu'elle fasse 100 kW (dans les conditions nominales). Seulement je ne sais pas si c'est possible. J'ai tjs un débit de 4 m3/h mini et de 10 m3/h maxi. Une PAC air/eau peut elle réaliser ca?

Enfin je voulais mettre un ballon de stockage à la sortie de tt ca. Mais alors la je ne sais pas du tout comment on dimensionne un ballon? qqn peut m'aider?

MERCI

[invite3d779cae]

Je voudrais qu'elle fasse 100 kW (dans les conditions nominales). Seulement je ne sais pas si c'est possible. J'ai tjs un débit de 4 m3/h mini et de 10 m3/h maxi. Une PAC air/eau peut elle réaliser ca?

Ce n'est pas le fait qu'elle soit air/eau ou eau/eau qui compte, mais la puissance du groupe et des échangeurs.

Après un petit calcul, pour une puissance de 100kw je trouve un delta T de 21.5°C pour un débit de 4m^3/h et de 8.6°C pour 10m^3/h.

Comme je l'ai dis dans mon post précédant le pire pour une pompe a chaleur c'est les cycle de démarrage, l'appel de courant est 4x plus important qu'en temps normal et de plus c'est toujours au démarrage qu'un moteur s'use le plus. Il faut donc essayer de dimensionner le ballon de tel sorte que la pac tourne en continue, ça c'est le cas idéal.

[invitec8535965]

En effet j'avais pas oublié ce gros point, et j'avais pensé à dimensionner le ballon en conséquence. Tu as raison sur ce point, les démarrage pour un moteur c'est pas l'idéal.

Tu as une idée de la facon de dimensionner un ballon de stockage? je c pas du tt par ou commencer....

Je sais pas si tu va pouvoir m'aidé.

[invite3d779cae]

Il faut connaitre les "temps mort", le temps durant lequel on ne fourni pas d'eau froide à la pac, elle devra donc tourner sur le ballon tampon. Il faut également prendre en compte la température qu'elle est capable d'atteindre car si elle peu au max fournir 50°C une fois cette température atteinte on a beau la faire tourner autant qu'on veut l'eau ne chauffera pas plus et on risque même d'endommager la pac, c'est pour cette raison la que généralement il y a un dispositif de sécurité qui là coupe une fois la température max atteinte.

Sachant que :

avec :
Q la quantité de chaleur (en kJ ou en kWh suivant les constante qu'on utilise)
m la masse d'eau a réchauffer (kg)
C la capacité calorifique de l'eau (4.18kJ/kg/°C ou 1.16Kwh/kg/°C)
la différence de température, sachant que le max sera limité par la pompe.

Et qu'on à :
-La puissance de la pac (kW)
-Le temps pendant lequel on ne l'alimente pas en eau froide (h)
-La température max (°C)

Je crois qu'on a tout ce qu'il nous faut pour calculer la quantité d'eau la pac est capable de chauffer durant un certain laps de temps.