Capteur solaire thermique en bouteilles plastiques

[elephant]

Je renvoie à ce forum les considérations relatives au capteur solaire thermique en bouteilles plastique de récupération présenté par SCHLUTER, dont je cite la sdernière intervention:

quelque précision dimensionnels :
un bouteille à en moyenne 8cm de diamètre ce qui donne la largeur d'un tube solaire. la longeur d'un tube est variable en fonction du tube en cuivre utilisé 2m, 4m ou 5m.
Pour une largeur de 1m on peut donc disposer 12 tubes solaires
Le panneau de la photo est constitué de 24 tubes solaires de 5m chacun, soit une surface de capteur de 10 m².
Pour cette surface en été en Alsace on arrive à chauffer 200L d'eau à 50°C.
Les tubes en cuivre de 10mm de diamètre et les T du commerce de la marque AQUAFLOW (on les trouve dans les jardinerie ou magasin type Leroy Merlin) s'emboite à la main et la liaison est étanche.
Le prix d'un tube en cuivre de 5m est de 11 Euros, les prix d'une boite de 4 T est de 2,5 Euros.
Soit un coût matière par tube de 13 Euros (0,50 Eros de peinture noir antirouille par tube). Le bouteilles sont bien sûre recyclées donc gratuites, le coût du papier alu est négligeable.

Les points de contact entre les bouteilles plastique et les tube en cuivre chauffé sont minimisé, aucune déformation des bouteilles n'a été observé à ce jour (3 ans de fonctionnement).

Voici le lien avec le début du débat:

https://www.econologie.com/forums/post157853.html#157853
https://www.econologie.com/forums/capteur-so ... t5439.html

et aussi le fichier Excel de fabrication:

https://www.econologie.info/share/partag ... e2Wkn8.xls

[elephant]

Je suis un peu étonné par tes chiffres:

J'arrive à la conclusion suivante:

10 m² de capteur pour faire 200 litres à 50°C en été.
Quand on sait que l'eau fraîche en été est à 15°, que l'apport solaire est de au minimum 1 KWh /m², on calcule que la quantité d'énergie captée en une journée est de:

200 Kcalh X ( 50-35) = 700 Kcalh soit environ un petit kilowattheure sur toute la journée.

Quand on calcule le prix du capteur, on est à 357,6 euros.( sans compter l'éventuelle structure de rigidification/fixation.

Pour ce prix, ou pas loin, on bricole un capteur plan en verre de 2m²
avec tôle de cuivre qui devrait fournir un bon 5 KWh

Je déconne complètement ou tes données sont inexacte ? Avec 10 m² de capteur , on chauffe une maison au printemps.

[rescwood]

1 cal = 4.18 joules

Energie thermique solaire captée en considérant un delta t de 35 °C :
4185*35*200= 29 295 000 joules
29 295 000 /3600 = 8 137 Wh

Si on considère 12 heures de chauffe : 8 137/12 = 678 W de puissance moyenne captée par l'ensemble (10 m²), soit 67.8 W/m².

Si je n'ai pas fait d'erreur, le rendement de cette installation serait inférieur à 10%... Dans de bonnes conditions, un capteur plan devrait facilement atteindre plus de 50%.

[Flytox]

Il y a un truc qui me chagrine avec le réflecteur en papier aluminium.
Je veux bien qu'il veuille bien prendre la forme de la bouteille en soufflant dans la poche en plastique, mais qu'est ce vqu'il va l'empêcher de retomber à l'intérieur de la bouteille . Ou alors il faut mettre quelques points de colle à l'intérieur de la bouteille ?
A+

[elephant]

Je me demande si le faible rendement - s'il est aussi décevant que ce qu'on a calculé - ne serait dû aux énormes dimensions du capteur par rapport à la section des tubes de cuivre.

A mon humble avis, il y a 80 % du capteur qui ne sert à rien: au delà du 2 ou 3 e rang, il n'y a pratiquement pas de circulation d'eau.

[rescwood]

Quelques pistes pour les faibles rendements annoncés :

Le papier alu sensé faire office de concentrateur, doit effectivement concentrer le rayonnement au foyer du cylindre constitué par les bouteilles qui se situe à 1/2 rayon du centre, donc ailleurs que sur le tuyau.

La surface d'absorption de la chaleur se limite à celle des tuyaux en cuivre. (? à 11€/5m, j'en achète de suite un stock...)

Apparemment, il n'y a aucune isolation sous les rangs de bouteilles.

Surface d'absorption limitée, concentrateur inadéquat, isolation absente, autant de facteurs pouvant expliquer le faible rendement observé.

[elephant]

rescwood a dit:

au foyer du cylindre constitué par les bouteilles qui se situe à 1/2 rayon du centre, donc ailleurs que sur le tuyau.

Bon sang, mais c'est bien sûr !

[SCHLICHTER]

Messieurs,

lorsque j'ai conçu le panneau, ce n'est pas le rendement au m² que je cherchais, mais le coût et la simplicité de mise en oeuvre.
Ce type de panneau est destiné à des pays ayant très peu de moyens (afrique central) ou la surface n'est pas un problème.
En fait j'ais justement chercher à minimiser la quantité de cuivre, voir à le remplacer par des flexibles en plastique noir.
Le flexible en plastique noir est bien sûr bien moins cher et largement répendue en Afrique, cependant sous nos latitude, la température maxi de l'eau est moindre que pour le cuivre.
Le but des bouteilles est avant tout d'isoler le tuyeau de l'air ambient et de créer un effet de serre autour du tube.
Je suis d'accord que la concentration ne se fait pas au centre de la bouteille, mais en dessous et de ce fait n'est pas optimale. Le but recherché est plus un effet de serre.
De ce fait il est clair que calculé un rendement au m² est destructif pour cette solution technique.
Cependant si l'on ne considère que la surface utile des tubes.
soit 24 tubes X 0.01 m de diamètre X 5 m de longueur ont a
une surface utile de 1.2².
je suis d'accord que pour ce prix on peut fabriquer un capteur plan avec un plaque en cuivre et un vitre en verre, mais cela sera je pense plus complexe en therme de fabrication.

[elephant]

On ne cherche pas à critiquer pour critiquer, mais à orienter nos lecteurs vers de bonnes solutions.

on aime: la simplicité de réalisation, l'ingéniosité

on pense: qu'en creusant un peu, il y aurait certainement moyen de l'améliorer

[rescwood]

.....coût et la simplicité de mise en oeuvre.....
flexibles en plastique noir.....

Dans cet ordre d'idées, en Afrique, un simple tuyau posé en plein soleil sur un support sombre serait probablement plus efficace.

Cependant, le concept "bouteilles en plastique" me paraît intéressant moyennant adaptation par rapport aux remarques formulées ici. Les bouteilles sont effectivement un moyen économique de protéger la surface de captage des pertes convectives.

L'utilisation de bouteilles de diamètre plus petit permettrait déjà d'augmenter le rendement surfacique.

Positionner le tuyau de manière à ce qu'il touche le foyer en son point le plus bas permettrait également d'augmenter la quantité de chaleur captée. (et ce, d'autant plus que le diamètre de la bouteille est réduit)

Isoler la partie basse des bouteilles permettrait également de limiter les pertes par transmission au travers des parois.