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ENERGIE SOLAIRE
Réalise par :
JABRI MOHAMED
Formateur, ISTHT FOUNTY
NIVEAU : Technicien en maintenance hôtelière
SOMMAIRE
INTRODUCTION.
CHAPITRE 1 : GISMENT SOLAIRE MAROCAIN.
1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES.
2 ) DONNEES METEOROLOGIQUE.
CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES.
1 ) PRINCIPE DE LA PRODUCTION DEL’EAU CHAUDE SANITAIRE SOLAIRE.
2 ) CAPTEUR SOLAIRE : CAPTEUR PLAN VITRE.
3 ) RENDEMENT D’UN CAPTEUR PLAN VITRE.
4 ) PUISSANCE UTILE FOURNIE PAR LE CAPTEUR.
CHAPITRE 3 : CONCEPTION DES INSTALATION SOLAIRE.
1 ) CONCEPTION DES INSTALLATIONS SOLAIRES INDIVUDIELS
2 ) CONCEPTION DES INSTALLATIONS SOLAIRES COLLECTIFS.
L'énergie solaire est l'énergie du soleil fournie par son rayonnement,
directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère.
On peut trouver deux types d’energies fournies par deux systèmes
solaires.
LES PANNEAUX SOLAIRES PHOTOVOLTAÏQUES
• Cellules photovoltaïques disposées sur le panneau
 production d’électricité
• Tension de sortie différente suivant la disposition des cellules
12, 24, 48 V…en courant continu
LES PANNEAUX SOLAIRES THERMIQUES
Ils produisent de la chaleur. Le capteur solaire thermique est
un dispositif conçu pour recueillir l’énergie provenant du
soleil et la transmettre à un fluide caloporteur.
CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN
1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES.
la puissance de rayonnement solaire au niveau du sol dépend de la couche
atmosphérique et de la distance qui doit parcourir le rayonnement pour
atteindre un point précis au niveau du sol. Cette distance varie en fonction des
mouvements relatifs de la terre autour du soleil étant :
Rotation de la terre sur elle-même (cycle journalier)
Translation de la terre autour du soleil (cycle annuel)
Le flux solaire en niveau du sol dépendra donc :
De l’instant de la journée (cycle journalier)
Du jour de l’année (cycle annuel) Mais aussi
Du lieu d’installation en fonction de sa latitude.
De l’inclinaison des rayons qui frappent la surface réceptrice.

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  • 1. ENERGIE SOLAIRE Réalise par : JABRI MOHAMED Formateur, ISTHT FOUNTY NIVEAU : Technicien en maintenance hôtelière
  • 2. SOMMAIRE INTRODUCTION. CHAPITRE 1 : GISMENT SOLAIRE MAROCAIN. 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. 2 ) DONNEES METEOROLOGIQUE. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. 1 ) PRINCIPE DE LA PRODUCTION DEL’EAU CHAUDE SANITAIRE SOLAIRE. 2 ) CAPTEUR SOLAIRE : CAPTEUR PLAN VITRE. 3 ) RENDEMENT D’UN CAPTEUR PLAN VITRE. 4 ) PUISSANCE UTILE FOURNIE PAR LE CAPTEUR. CHAPITRE 3 : CONCEPTION DES INSTALATION SOLAIRE. 1 ) CONCEPTION DES INSTALLATIONS SOLAIRES INDIVUDIELS 2 ) CONCEPTION DES INSTALLATIONS SOLAIRES COLLECTIFS.
  • 3. L'énergie solaire est l'énergie du soleil fournie par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. On peut trouver deux types d’energies fournies par deux systèmes solaires.
  • 4. LES PANNEAUX SOLAIRES PHOTOVOLTAÏQUES • Cellules photovoltaïques disposées sur le panneau  production d’électricité • Tension de sortie différente suivant la disposition des cellules 12, 24, 48 V…en courant continu
  • 5. LES PANNEAUX SOLAIRES THERMIQUES Ils produisent de la chaleur. Le capteur solaire thermique est un dispositif conçu pour recueillir l’énergie provenant du soleil et la transmettre à un fluide caloporteur.
  • 6. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. la puissance de rayonnement solaire au niveau du sol dépend de la couche atmosphérique et de la distance qui doit parcourir le rayonnement pour atteindre un point précis au niveau du sol. Cette distance varie en fonction des mouvements relatifs de la terre autour du soleil étant : Rotation de la terre sur elle-même (cycle journalier) Translation de la terre autour du soleil (cycle annuel) Le flux solaire en niveau du sol dépendra donc : De l’instant de la journée (cycle journalier) Du jour de l’année (cycle annuel) Mais aussi Du lieu d’installation en fonction de sa latitude. De l’inclinaison des rayons qui frappent la surface réceptrice.
  • 7. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. Au voisinage de la couche atmosphérique, la puissance du rayonnement émis par le soleil à une valeur moyenne de 1380W/m2 sur une surface placée perpendiculairement aux rayons. Le rayonnement qui atteint le sol se compose de rayonnement direct et de rayonnement diffus Le rayonnement direct : c’est le soleil que nous voyons briller et qui nous irradie. Le rayonnement diffus : c’est le rayonnement absorbé par les particules en suspension dans l’atmosphère et qui est dissipé dans toutes les directions. Au niveau du sol la puissance maximal n’est que d’environ 1000W/m2 dans les conditions climatiques les plus favorables le rayonnement diffus est faible : 150 à 200W/m2 .
  • 8. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. Donc le rayonnement direct est absolument nécessaire .
  • 9. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. INCLINAISON DES CAPTEURS . L’inclinaison doit être choisie en fonction du moment d’utilisation de l’installation, l’inclinaison du soleil changeant suivant les saisons. On choisit donc une inclinaison moyenne.
  • 10. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. UTILISATION ANNUELLE DE L’INSTALLATION SOLAIRE DONC POUR L’EAU CHAUDE SANITAIRE. A = LATITUDE DU LIEU UTILISATION EN HIVER DE L’INSTALLATION SOLAIRE Donc pour le chauffage A = LATITUDE DU LIEU + 15° . .
  • 11. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. . . EXEMPLE : - Obstacle divers, tel un Immeuble
  • 12. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 1 ) DONNEES ASTRONOMIQUES. Coefficient de correction par rapport à l’orientation sud et l’inclinaison 45° . .
  • 13. CHAPITRE 1 : GISEMENT SOLAIRE MAROCAIN 2) Données météorologiques . .
  • 14. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. Principe de la production de l’eau chaude sanitaire solaire 2 ) LES MATERIAUX DE CONSTRUN
  • 15. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. Principe de la production de l’eau chaude sanitaire solaire Une pompe électrique met en mouvement le liquide caloporteur lorsqu’il est plus chaud que l’eau du ballon de stockage. Son fonctionnement est commandé par un dispositif de régulation qui gère les différences de températures : si l’eau du ballon est plus chaude que celle du capteur, la régulation coupe le circulateur. Dans le cas contraire, le circulateur est remis en route et le liquide primaire réchauffe l’eau sanitaire du ballon. La quantité de chaleur fournie dépend d’une part de l’intensité du rayonnement solaire et d’autre part de l’aptitude du matériel à capter et à transmettre cette chaleur. Pour les périodes pendant lesquelles le soleil ne suffit pas à porter l’eau sanitaire à une température suffisante (temps pluvieux ou très nuageux), l’appoint thermique peut être assuré soit par une résistance électrique (thermoplongeur), soit par une chaudière thermique alimentant un second changeur placé dans le ballon.
  • 16. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. Captation des rayons solaire : CAPTEUR PLAN VITRE Le capteur plan vitré est généralement utilisé dans les installations de chauffage de l'eau sanitaire . Il est constitué d'une caisse isolée couverte par un vitrage. A l'intérieur, on retrouve l'absorbeur dans lequel circule le fluide caloporteur. Le vitrage bloque le rayonnement infrarouge et isole la lame d'air au dessus de l'absorbeur pour garde la chaleur.
  • 17. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. ABSORBEUR L’absorbeur est muni de passages pour la circulation du fluide à chauffer. Le revêtement absorbe et transforme le rayonnement solaire en chaleur. Un bon revêtement doit être fortement absorbant. (Coefficient d’absorption de 85 à 97%)
  • 18. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. REVETEMENT SELECTIF DES ABSORBEURS Les absorbeurs doivent être traités superficiellement afin de présenter un aspect foncé (pour mieux absorber le rayonnement), et mat (pour éviter la réflexion du rayonnement). Pour cela, différentes méthodes sont utilisées : Revêtement par peinture Revêtement par électrodéposition Par oxydation provoquée de l’absorbeur le coefficient d’absorption (a) est généralement bon : > 0,90 ; par contre, le coefficient d’émission (b) est élevé : > 0,70. Certaines peintures ont une émissivité égale à l’absorption. •ces revêtements du type chrome noir ou nickel noir sont performants. •le coefficient d’absorption (a) supérieur : > 0,95 •coefficient d’émission (b) faible : inférieur 0 ,15 Il faut cependant apporter un grand soin lors de l’application de ces produits pour éviter un phénomène de pelliculage dans le temps. dans ce cas, il n y a aucune déposition. L’oxydation de la matière est provoquée, soit par anodisation (procédure électrochimique), soit par traitement chimique (procédure par trempage). Les caractéristiques a et b sont au moins égales à celles des revêtements par électrodéposition
  • 19. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. ISOLANT Polystyrène ) - panneaux rigides -T max = 85 °C l =0,042 W/m. °C Liége expansé : -T max = 100 °C l =0,043 W/m. °C Forma phénol ou urée - formol : - T max = 140 °C l =0,044 W/m. °C Laine de verre : - 5 à 10 Cm - T max = 150 °C l =0,041 W/m. °C -Craint l’humidité. Polyuréthane : - panneaux rigides à 4 Cm T max = 100 °C l =0,029 W/m. °C T max = 130 °C l =0,027 W/m. °C (Utilisation cumulus) Laine de Roche •Craint l’humidité •S’écrase moins que la laine de verre - T max = 150 °C l =0,041 W/m. °C
  • 20. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. RENDEMENT DE CAPTEUR PLAN la puissance thermique donnée par le capteur au liquide caloporteur est appelée : PUISSANCE UTILE (Pu) en Watt. (Pour un même capteur Pu est très variable). Le rayonnement qui arrive sur le capteur peut être mesuré par sa puissance incidente Pi (en Watt) Le rendement du capteur est égal au rapport : Soit le rapport : Puissance utile Puissance incidente R = Pu / Pi
  • 21. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. APPORT a = coefficient de réduction appelé parfois « RENDEMENT OPTIQUE » <1 pour diverses raisons, dont : la puissance reçue par les rebords n’est pas utilisée. La couverture n’est pas absolument transparente. L’absorption par revêtement n’est pas totale, etc.… LES PERTES THERMIQUES C en W/m2.C° = coefficient de pertes A en m2 = surface du capteur Presque proportionnelle a DT : DT est l’écart des températures entre le capteur et l’extérieur la température du capteur est bien représentée par la moyenne Tm des températures : APPORT = a . Pi PERTES THERMIQUES = (C. A). DT Tm = T2 + T1 T1 entrée T2 sortie 2
  • 22. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. 2 Le Bilan peut s’écrire : Pu = a. Pi - (C. A) DT DT = Tm – T ext. H = puissance incidente en m2
  • 23. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. 2 PUISSANCE UTILE FOURNIE PAR LE CAPTEUR Nous utilisons l’expression de Pu Pu = a. Pi – (C. A) DT PU = a Pi – (C A) DT (avec Pi = A. H) Pi Pi Pi r = a – C DT H Le rendement d’un capteur est d’autant meilleur que : DT est petit  H est grand
  • 24. CHAPITRE 2 : TECHNOLOGIE DES CAPTEURS SOLAIRES. 2 ABAQUE DE RENDEMENT DES CAPTEUR
  • 25. CHAPITRE 3 : CONCEPTION DES INSTALATION SOLAIRE. Conception des installations solaires individuelles •Fonctionnement par gravité : La circulation du fluide résulte de la différence de densité entre l’eau chauffée et l’eau froide. --Avantage : simplicité et économie d’investissement. --Inconvénient : la « charge » disponible étant généralement faible, la circulation est lente.
  • 26. CHAPITRE 3 : CONCEPTION DES INSTALATION SOLAIRE. Conception des installations solaires individuelles •Fonctionnement avec pompe de circulation : L’énergie solaire est aléatoire : conditions météorologiques d’où la nécessité de la conjonction des énergies solaires + traditionnelle selon les 3 principes suivants : 1-Capter l’énergie solaire au maximum : -Un bon capteur -Température d’entrée aussi faible que possible 2-Ne pas mélanger les énergies 3-Consommer la stricte complémentarité des énergies L’appoint disponible : électricité, gaz, fuel, …
  • 27. CHAPITRE 3 : CONCEPTION DES INSTALATION SOLAIRE. Conception des installations solaires collectives •Principe de Fonctionnement :
  • 29. ENERGIE SOLAIRE Réalise par : JABRI MOHAMED Formateur, ISTHT FOUNTY NIVEAU : Technicien en maintenance hôtelière