Capteur solaire97

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Capteur solaire97

  1. 1. Mini-projet Capteur Solaire 1
  2. 2. Mini-projet Capteur Solaire Capteur solaire Il existe deux types de capteurs bien distincts, qui ont chacun un usage spécifique : utilisés pour la production de chauffage et deau chaude sanitaire, et utilisés pour la production délectricité pour léclairage et lélectroménager. • Les capteurs thermiques : pour leau chaude sanitaire et le chauffage • Les capteurs photovoltaïques : pour lélectricitéI. Les composantes de capteur solaire. 1- Panneau solaire 2
  3. 3. Mini-projet Capteur Solaire Capteur thermique Capteur photovoltaïque Les capteurs photovoltaïques : pour lélectricité Composés dune fine couche de silicium couverte par une plaque de verre trempé, ils produisent de lélectricité utilisable pour léclairage et les appareils électroménagers. Ils ne sont pas conseillés pour le chauffage électrique, celui-ci demandant trop dénergie par rapport à ce que ce type de capteur peut fournir. Dans la plupart des cas, les capteurs sont raccordés au réseau électrique et on vend la totalité de la production au distributeur délectricité (en 2007 : prix de vente 0,30 €/kWh, ou 0,55 €/kWh si les capteurs sont intégrés au bâti). Dans certains cas spécifiques (chalet isolé, mobilier urbain…), les capteurs sont couplés à un parc de batteries et fonctionnent en autonomie. Les capteurs thermiques : pour leau chaude sanitaire et le chauffage Ils sont composés de plaques métalliques généralement en cuivre (couverts par une vitre en verre trempé), sous lesquelles sont soudés des tubes. Dans ces tubes circule un fluide caloporteur (de leau mélangée avec un antigel), qui prélève les calories dans les capteurs pour les restituer à un ballon deau chaude sanitaire et éventuellement à un plancher chauffant. Les capteurs standards sont de forme rectangulaire de diverses tailles. Les plus répandus sont des caissons de 2,5 m2 ou 2 m2, ainsi que des modules de 0,5 m2. 2- Régulateur Le régulateur de charge/décharge estl’électronique entièrement automatique àlaquelle sont reliés le panneau photovoltaïque,la batterie, ainsi que les équipementsdestinataires de l’électricité solaire. 3
  4. 4. Mini-projet Capteur SolaireEn règle générale, les contrôleurs de charge solaire n’intègrent strictement ni deconvertisseurs de courant, ni de convertisseurs de tension, les régulateurs de chargede type linéaires disposant eux de la particularité de réduire plus ou moins le courantdisponible. Cette propriété, surtout conjuguée à la technique PWM donne lieu à unesuccession de différents régimes de recharge de la batterie d’un systèmephotovoltaïque, déclenchés par son état initial de décharge, et stoppés à des valeurscaractéristiques de sa tension. 3- Batterie Une batterie électrique est un composantélectrochimique, elle comporte des électrodespositives et négatives composées d’alliagesdissemblables plongées dans un électrolyte(acide). L’ensemble est encapsulé dans un bacscellé ou muni d’un bouchon de remplissage etd’un évent. Les réactions d’oxydoréduction qui gouvernent le fonctionnement d’une batterie sont réversibles, dans la mesure où celle ci n’a pas été longtemps ni complètement déchargée ni trop surchargée. Un fonctionnement prolongé dans l’un ou l’autre de ces états aboutirait à la destruction définitive de la batterie. 4
  5. 5. Mini-projet Capteur SolaireLa plupart des systèmes photovoltaïques comportent des batteries spéciales(batteries stationnaires à alliages de Plomb) qui emmagasinent l’énergie générée parles panneaux photovoltaïques en prévision des périodes où il n’y a pas de soleil. Cesbatteries sont conçues pour restituer un courant stable pendant de longues périodesen conservant leurs aptitudes à la recharge, et ceci à un grand nombre de reprises(cycles), on parle de batteries stationnaires ou à décharge profonde.Il existe sur le marché différents types de batteries stationnaires en 2, 6 ou 12 Voltsnominal, qu’on distingue principalement par le nombre de cycles que celles-cipeuvent fournir à une profondeur de décharge admissible déterminée, par lagéométrie des plaques positives (planes ou tubulaires) et enfin par la forme del’électrolyte (liquide, gel). Dans le cas des systèmes photovoltaïques, on optegénéralement pour des batteries à profondeur de décharge de l’ordre de 60 à 80%pendant au moins 400 cycles. On choisit les batteries à électrolyte liquide si lamaintenance du système est aisée, tandis que les batteries à électrolyte gélifié sontadaptées aux situations où le confort de l’utilisateur est souhaité (cas des petitesunités) et aux systèmes à maintenance réduite. 5
  6. 6. Mini-projet Capteur SolaireII. Régulation de capteur. Le régulateur dun panneau solaire est présent sur les deux types dinstallation solaire : thermique et photovoltaïque. Régulateur panneau solaire photovoltaïque Une installation photovoltaïque est composée de trois éléments de branchement : • le régulateur du panneau solaire : qui contrôle la charge de la batterie et protège linstallation ; • londuleur : qui change le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif, utilisable dans le bâtiment ; • les prises électriques du bâtiment. 6
  7. 7. Mini-projet Capteur SolaireDans le cas où les panneaux solaires ne sont pas sur la toiture mais dans un jardinpar exemple, ils doivent quand même être reliés au régulateur du panneau solairesitué, lui, à lintérieur de la maison.De la même façon, si le panneau est posé sur le toit dun camping-car, il doit êtrerelié à la batterie de service à lintérieur. Afin de protéger linstallation, un régulateurde panneau solaire doit être installé entre le panneau et la batterie.Régulateur panneau solaire thermiqueDans une installation thermique, les éléments de branchement sont les suivants : • panneaux solaires thermiques ; • système de distribution du fluide caloporteur ; • régulateur de panneau solaire thermique ; • dispositif de stockage de leau ; • tuyauterie pour distribuer leau et/ou émetteurs de chaleur. 7
  8. 8. Mini-projet Capteur Solaire Le régulateur du panneau solaire thermique permet de faire passer leau dans le circuit de chauffage seulement quand il y a du soleil. Cela a lavantage déviter que leau soit refroidie dans le circuit au lieu dêtre chauffée. Le régulateur peut être manuel ou automatique et les modèles les plus sophistiqués peuvent avoir des enregistreurs de données.III. Dimension de capteur solaire logiciel. Les capteurs solaires sont le dispositif de production dénergie individuelle le plus courant et le plus rentable pour les particuliers. La dimension du panneau doit être choisie en fonction des besoins en électricité du foyer, et de lensoleillement de la région. 1- Dimensions des panneaux solaires thermiques En fonction de votre utilisation La taille des panneaux solaires thermiques à installer sera différente selon lutilisation : 8
  9. 9. Mini-projet Capteur Solaire • Pour un chauffe-eau : on prévoit un ballon denviron 200 à 300 litres pour un foyer de 4 personnes. Le volume est variable selon la présence ou non dune énergie dappoint. Cette installation nécessite un panneau thermique de 2 à 5 m² selon lensoleillement de la zone. • Pour un chauffage central : 10 à 30 m² de panneaux solaires thermiques (selon la taille du logement) peuvent couvrir jusquà 60% de vos besoins en chauffage. • Pour un système combiné chauffage/eau chaude : on prévoit en général 10 à 20 m² de panneaux solaires thermiques (environ 15 m² pour un logement de 4 personnes).En fonction de lensoleillementSelon lensoleillement de la zone dans laquelle se situe votre logement, la taille dupanneau solaire thermique varie.Si linstallation est prévue pour fonctionner toute lannée (dans une résidenceprincipale par exemple), on se base sur les chiffres de lensoleillement en hiver pourestimer correctement la dimension idéale des panneaux.Selon les latitudes, vous devrez également adapter lorientation et linclinaison de vospanneaux solaires thermiques, pour optimiser votre rendement.Vos besoins en chauffage et en eau chaude sont plus importants lhiver, lorsquil y amoins de soleil. Cest pourquoi un système dappoint est toujours recommandé. Maisdans labsolu, il est possible dinstaller un chauffe-eau solaire partout en Tunisie. 9
  10. 10. Mini-projet Capteur Solaire2- Dimensions des panneaux solaires photovoltaïquesCalculer vos besoinsPour savoir quelle dimension prévoir pour votre panneau solaire photovoltaïque,vous devez avant tout déterminer vos besoins énergétiques. Calculez votreconsommation moyenne en électricité sur une année, en consultant vos facturesprécédentes si vous en avez.Si vous installez ces panneaux photovoltaïques sur un bâtiment neuf, vous devezestimer votre future consommation. Pour cela : • Listez les différents appareils électriques de votre logement, en précisant leur puissance en watt par heure. • Multipliez la puissance par le nombre dheures dutilisation par jour pour obtenir la consommation énergétique quotidienne. La somme des consommations quotidiennes en Wh/jour vous donne une idée de lélectricité nécessaire chaque jour.En fonction de lensoleillement 10
  11. 11. Mini-projet Capteur SolaireLa quantité dénergie que vos panneaux solaires photovoltaïques pourront produiredépend directement de leur taille. En moyenne, une surface de 25 m² de modulesproduit environ 3 000 kWh par an.La production délectricité dépend également de lensoleillement, qui est variableselon les régions.Si linstallation est prévue pour fonctionner toute lannée (dans une résidenceprincipale par exemple), on se base sur les chiffres de lensoleillement en hiver pourestimer correctement la dimension idéale des panneaux photovoltaïques.Selon les latitudes, vous devrez également adapter lorientation et linclinaison de vospanneaux solaires photovoltaïques, pour optimiser votre rendement. 11

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