BTS TC Le Solaire Thermique LORENTELycée ARAGO - Perpignan Séance 2

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Sommaire Solaire Thermique Première partie Deuxième partie Introduction 1. Le soleil 2. Le rayonnement solaire 3. Données disponibles 4. Repérage du soleil 5. Les masques 6. Les autres données climatiques Synthèse première partie : présentation du logiciel « CALSOL » Travail sur les Systèmes Solaires Combinées

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Les perspectives du marché du Solaire thermique Augmentation des prix de l’énergie Conclusions du grenelle de l’environnement En 2020 tous les bâtiments neufs seront à « énergie positive » Banalisation du Thermique Solaire Introduction

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Arrivée d’eau froide Qu’est ce que le Solaire thermique en France ? C E S IS S C Introduction

LORENTELycée ARAGO - Perpignan A l'extérieur de l'atmosphère terrestre, une surface de 1m² perpendiculaire au rayonnement reçoit W. C'est la constante solaire 1. Le soleil Énergie reçue sur terre chaque année : à fois la consommation énergétique de l’homme. Espérance de vie : environ 5 milliards d’années.

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 2. Le rayonnement solaire Limite atmosphère Réfléchi Diffus Direct Absorbé Surface terrestre Rayonnement extra-atmosphérique : W/m² Irradiance maximum au sol : W/m²

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Direct Diffus Réfléchi 2. Le rayonnement solaire

LORENTELycée ARAGO - Perpignan < 1750 h h h h h > 2750 h Durée d'insolation annuelle 3. Données disponibles Carte des durées d'insolation

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Moyenne journalière en kWh/m² Carte d‘irradiation 3. Données disponibles

LORENTELycée ARAGO - Perpignan heures Variation de l’irradiation en fonction de la météo direct diffus W/m² heures 8250 Wh/m²/j 1750 Wh/m²/j 2400 Wh/m²/j 3. Données disponibles

LORENTELycée ARAGO - Perpignan La déclinaison 21 juin 21 décembre 21 septembre 21 mars Zénith 8h33 6h20 4h00 4. Repérage du soleil L atitude

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Hauteur et Azimut Boussole Azimut en degrés Hauteur h en degrés Nord a h 4. Repérage du soleil SUD NORD OUEST EST 270° 90° 45° 135° 0° 180° 225° 315° h Clinomètre

Trajectoire du soleil (Perpignan, Latitude = 43°) Durée d’ensoleillement 12 heures 1) Donner la durée d’ensoleillement le 21 mars 4. Repérage du soleil

Hauteur : 64° Azimut : 146° 64° 146° Trajectoire du soleil (Perpignan, Latitude = 43°) 4. Repérage du soleil 2) Donner la hauteur et l’azimut du soleil le 23 juillet à 11 heures.

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 5. Les masques a Nord 150° h=30° 21 mars 21 septembre azimut hauteur SudOuestEst 10° 20° 30° 40° 50° 60° 21 juin 21 décembre 12h 11h 10h 16h 17h 180°270°90°210°240°150°120° v

14 5. Les masques Trajectoire du soleil (Perpignan, Latitude = 43°) Donner la durée d’ensoleillement le 21 mars

Durée d’ensoleillement de 9h Trajectoire du soleil 5. Les masques Trajectoire du soleil (Perpignan, Latitude = 43°) Donner la durée d’ensoleillement le 21 mars

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 6. Orientation et inclinaison des capteurs Orientation et localisation du bâtiment Critères esthétiques Type de système CESI ou SSC

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 7. Les autres données climatiques Besoins en eau chaude sanitaire Besoins en chauffage Température d’eau froide Température extérieure Les degrés jours Température de base

LORENTELycée ARAGO - Perpignan jourTintText TT 01/ /0118,3216,3 03/0119,24,314,9 29/0118,4-523,4 30/0119,4-322,4 31/0119,3-2,421,7 janvier380 somme Les degrés jour 7. Les autres données climatiques T intérieure moyenne sur une journée T extérieure moyenne sur une journée DJU = DJ 18 =  (18-température extérieure) DJ = Somme écarts de températures intérieures et extérieures

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Tranche altitudeZone (en fonction de la carte ci-dessous) ABCDEFGHI 0 à 200m à 400m à 600m à 800m à 1000m à 1200m à 1400m à 1600m à 1800m à 2000m à 2200m La température de base 7. Les autres données climatiques

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Synthèse de la première partie Dimensionner l’installation pour : Une famille de 4 personnes à Saint Cyprien Solution Grand Confort. Orientation de la maison Sud Toit en tuiles canal Pente de toit à 18° Pas de Masque Solaire Tarif EDF Heures creuses Solution : Le pack ballon SOLERIO® Ballons multi-énergies, EC300 Le pack capteurs SOLERIO® Les capteurs solaires : 2 panneaux posés sur toiture

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LORENTELycée ARAGO - Perpignan Résultats : argumentaire technique

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Résultats : argumentaire économique

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Résultats : argumentaire écologique

BTS TC Le Solaire Thermique LORENTE 10 Mars 2009 Lycée ARAGO - Perpignan Séance 2 Fin de première partie

BTS TC Le Solaire Thermique LORENTE Mars 2010 Lycée ARAGO - Perpignan Séance 3

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Sommaire Solaire Thermique 8. Les capteurs traditionnels 9. Le chauffe eau solaire individuel (CESI) 8.1.Le capteur vitré 8.2. Le capteur à tube sous vide 8.3. Le capteur moquette 9.1. Le chauffe eau solaire monobloc 9.2. Le chauffe-eau solaire à éléments séparés 9.3. Dimensionnement de l’installation Systèmes solaires combinés SSC 10. Systèmes solaires combinés (SSC) Le plancher solaire direct PSD

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels Il se compose de : un corps noir qui absorbe le rayonnement solaire un fluide caloporteur (principalement de l’eau mélangée à un antigel) un isolant thermique une couverture transparente qui assure l’effet de serre (vitre)

Vitrage Absorbeur Isolant Caisson Film réfléchissant Chaleur véhiculée par le fluide réchauffé Rayonnement visible Rayonnement IR 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels

1 % 5 % E = irradiation solaire Rayonnement réfléchi par le vitrage Pertes thermiques Rayonnement absorbé Eu = chaleur emportée par le fluide réchauffé 8 % 100 % 3 % 60 % 8 % Convection 15 % Tm Rayonnement visible Rayonnement IR 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels

8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels Chaleur emportée par le fluide réchauffé 60 % 100 % Pertes thermiques 3 % 8 % 29 %

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels Intégrés en toiture

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels Surimposition de toiture

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels Pose sur châssis

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 8.1. Le capteur vitré 8. Les capteurs traditionnels En auvent En façade

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 8.2. Le capteur à tube sous vide 8. Les capteurs traditionnels le vide créé à l’intérieur des tubes permet de réduire conséquemment les déperditions en chaleur. Ce capteur atteint ainsi des températures plus élevées.

LORENTELycée ARAGO - Perpignan Le capteur moquette 8. Les capteurs traditionnels Ce capteur consiste en un réseau de tubes noirs en matière plastique, accolés les uns aux autres. Pour chauffer l’eau d’une piscine, les capteurs peuvent être insérés dans le circuit de filtration. Ils sont ainsi directement parcourus par l’eau retournant au bassin

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 9. Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) 9.1. Le chauffe-eau solaire monobloc Le moins cher Installation très simple Pertes thermiques peuvent être importantes Intégration architecturale est plus difficile

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 9. Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) 9.2. Le chauffe-eau solaire à éléments séparés Type de chauffe-eau solaire "à circulation forcée" Plus cher que le système précédent Le ballon peut être installé dans une cave ou éloigné des capteurs. Il faut : Une pompe Un système de régulation électronique

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 9. Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) 9.2. Le chauffe-eau solaire à éléments séparés

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 9. Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) 9.3. Dimensionnement de l’installation Nombre d'occupants 1 ou 23 ou 45 ou 67 ou 8 Volume du ballon solaire¹ (en litre) 100 à à à à 500 Volume total du ballon² (en litre) 100 à à à à : pour un chauffe-eau solaire sans appoint 2 : pour un chauffe-eau solaire avec appoint.

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 10. Systèmes solaires combinés Plancher solaire direct (PSD) L'énergie solaire est injectée directement l'émetteur L'inertie thermique de la dalle du plancher chauffant permet d'accumuler à basse température la chaleur du soleil Grâce à ce stockage de l'énergie à très basse température, le capteur fonctionne lui aussi à basse température et donc avec un rendement excellent.

LORENTELycée O - Perpignan 10. Systèmes solaires combinés Systèmes solaires combinés(SSC)

LORENTELycée ARAGO - Perpignan 10. Systèmes solaires combinés Systèmes solaires combinés(SSC)