Pr. SAADANI Page 1
E
VALUATION
:
E
NERGIES
R
ENOUVELABLES
DUREE
:
1h
Pr.
R.SAADANI
Exercice 1
1.
Quel est le rendement optique B du capteur ci-dessous?
2.
Calculez la puissance réellement récupérée sur 1m
2
de ce capteur, sachant que son
rendement optique est de 90%, son coefficient K de 3.5 [W/m²°C], T
ext
=34°C et
Tint=45°C.
3.
Quel est le rendement global de ce capteur solaire
Exercice 2
On se propose de déterminer la surface de captation de capteurs plans utilisés dans une
installation solaire de chauffage d’une maison de 100 m
2
de surface au sol et d’un volume de
250 m
3
. Les capteurs son installés dans un lieu de latitude et orientés plein sud et
inclinés de 90° ou 60°.
1. Le tableau ci-dessous donne les valeurs du rayonnement global
en W/m
2
reçu à
midi vrai lors d’une journée moyenne de chacun des mois choisis de l’année.
En déduire les éclairements diffus et direct
sachant que
2. En considérant la déclinaison mensuelle moyenne et un albédo moyen de 30%,
déterminer la hauteur maximale de l’astre. En déduire les éclairements diffus et direct
.
3. Déterminer les différentes contributions précédentes dans les conditions habituelles de
ciel moyen.
4. On déduire les irradiations quotidienne
.
5. Connaissant les degrés-jours D
JU
nécessaire au maintien d’une température de 19°C à
l’intérieur et le coefficient de déperditions totales
, déterminer les
déperditions quotidiennes moyennes pour chacun des mois considéré.
DUT
G
ENIE
T
HERMIQUE
&
E
NERGIE
GTE
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6. En écrivant l’équation d’équilibre calorimétrique entre les déperditions et les apports
énergétiques solaire, déterminer les surfaces du capteur à pouvoir installé pour
satisfaire la demande en chauffage de cette maison pour les deux inclinaisons étudiées.
7. Commenter ces résultats au vue des données du mois de janvier.
Formules de Gauss
(
)
(
)
(
)
(
)
sin cos sin cosa h
ω δ
=
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
cos cos cos cos sin sin cos
h a
ω δ φ δ φ
= −
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
sin sin sin cos cos cos
h
δ φ ω δ φ
= +
Pour un plan d'inclinaison quelconque i et d'orientation quelconque γ
S* = I* (sin h.cos i + cos h.cos (γ - a) .sin i)
Mois Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mars Avril Mai
615 421 369 435 577 721 837 865
!"#
0.66 0.52 0.58 0.55 0.55 0.61 0.7 0.65
$
%
!"#
11 10 9 9.5 10.5 11.5 12 13.5
D
JU
moy
60 189 339 303 237 215 106 49
Q
déper
&
!"#
50% 40% 40% 40% 50% 50% 50% 50%
Q
appo
.
1
/
2
100%
