Concentrateur cylindro-parabolique thermique fixe

[lilian07]

Bonjour,
Le concentrateur cylindro parabolique est un capteur qui a des caractéristiques intéressantes vis à vis du capteur plan mais sa conception plus complexe limite son usage qui pourtant viendrait compléter le spectre limitée du solaire l'hiver.

J'envisage pour ma part d'associer le cylindro-parabolique au capteur plan pour booster un peu la température l'hiver. Monobjectif étant de gagner 10 à 15° en sortie du plan pour les mois critiques (Février-Mars) et (Octobre-Novembre)...pour Décembre et janvier c'est une autre histoire.

Bien sur le cylindro parabolique n'est envisageable qu'en auto construction et j'ai déjà effectuée une petite maquette échelle 1/4 pour évaluer les premières contraintes.
Je me fixe un objectif à moins de 100 euros du m2 avec un espoir de pouvoir réaliser un prototype à 50 euros.

Le prototype n'était là que pour évaluer la faisabilité avec des matériaux simples :
Polycarbonate, colle à froid (goudron) et aluminium (alimentaire) plus chassie plastique provisoire (montant inox en final)
prototype :44 cm x 65 cm

Le prototype se réalise simplement en courbant le polycarbonate de 6mm puis en le vissant au chassie pour qu'il reste dans sa position. L'aluminium n'est pas approprié ni la colle goudron car l'aluminium laisse des multitudes de plies en revanche la colle bitume à froid colle très bien mais ne sera pas retenu pour le modèle finale car inapproprié pour réaliser un collage sans plies.
Je réaliserai des mesures thermiques très prochainement sur le prototype avec un tuyau PVC noir rempli d'eau pour mesurer l’élévation de température dans le temps.

Voici le modèle final théorique. (programme de simulation Optgeo gratuit)

Le modèle sera réalisé en polycarbonate 4mm et fera environ 3m de long sur 1,5m de large.
Le chassie sera réaliser en montant inox et sera fixe.
Ma première interrogation est la possibilité de réaliser un capteur cylindro-parabolique fixe rentable (ou légèrement orientable manuellement en fonction des saisons, en effet l'angle de déclinaison solaire, angle vertical est variable en fonction des saisons) sur l'axe Est-Ouest ouverture du capteur face au sud.

cylindro.jpeg (8.89 Kio) Consulté 10336 fois

Les éléments critiques sont vraisemblablement la surface réfléchissante (le réflecteur) et le capteur thermique longitudinale.

J'envisage 2 améliorations sur le prototype, la mise en place d'un miroir adhésif
type
http://www.ebay.fr/itm/252309708473?_tr ... EBIDX%3AIT
ou éventuellement
http://www.ebay.fr/itm/291462307040?_tr ... EBIDX%3AIT
Les pare-vues solaire sont intéressant mais je pense qu'ils vont réduire le rendement car par définition ils réfléchissent que 85% des rayons solaires.

et la mise en place de caloduc thermique de capteur solaire à tube 6,5 cm de diamètre (on en trouve à 15 euros pièce) et ce type de caloduc sous vide viendrait capter environs 2 m² de surface réfléchissante ce qui rendrait intéressant financièrement ce type de capteur.

Si vous avez des commentaires je suis preneur.
Bon week end de Pâques.

[chatelot16]

il ne faut pas confondre puissance et temperature

c'est le capteur plan simple qui capte la puissance maximum , mais helas a une temperature legerement superieur a la temperature exterieur : ce n'est utile que pour chauffage de piscine

pour faire monter la temperature , il faut mettre une vitre , mais on perd un peu de puissance par reflexion sur cette vitre : c'est efficace pour de l'eau chaude sanitaire en été

on peut mettre une double vitre pour faire une temperature utile en hivers , ça reduit encore plus la puissance mais il vaut mieux une puissance reduite a une temperature suffisante pour etre utile , qu'une puissance plus forte mais sevant a rien parce que temperature trop basse

l'inconvenient d'une double vitre est le risque de surchauffe en été : verre trempé obligatoire , sinon casse assuré du verre ordinaire ... plstique impossible il fondra

une solution est de changer le nombre de vitre en fonction de la saison , et dans ce cas on peut utiliser du simple film polyethylene pour serre en hivers : 2 couche pour faire double vitrage , a demonter en eté


le concentrateur parabolique me parait trop compliqué pour du simple chauffage : il me parait utile que quand on veut faire marcher un moteur thermique

le cylindro parabolique me parait presque aussi couteux que le vrai parabolique ... pas sur qu'il fasse mieux que le plan avec double vitre ou double plastique

[Christophe]

Je me fixe un objectif à moins de 100 euros du m2 avec un espoir de pouvoir réaliser un prototype à 50 euros.
(...)
J'envisage 2 améliorations sur le prototype, la mise en place d'un miroir adhésif

Un bon matériau, je pense*, pour faire la surface réfléchissante à moindre coût est la...couverture de survie!
Prix public: 3 à 4€ pour 3m² de surface... donc 10 fois moins cher que ton 1er lien (et pas forcément moins résistant)

Avantage: une couverture de survie est souple, on peut imaginer des réflecteurs pliables (genre parapluie...)

Inconvénient: cela peut se déchirer si gros vent et je ne sais pas comment cela tient au UV sur la durée...(j'en ai une sous la main, la notice dit que c'est un film polyester...)

[lilian07]

C'est vraiment toute la difficulté de choix pour quelques degrés à très haute valeur ajouté l'hiver.
Mes capteurs plan seront de toute manière déjà présent (autoconstruction avec vitre polycarbonate), avec cette analyse il est peut être intéressant de doubler la plaque pour l'hiver.

http://biblio.univ-annaba.dz/wp-content ... akhdar.pdf

Page 67 l'étude montre l'influence du nombre de vitre sur le rendement et les pertes.

nb de vitre : n=0 - perte 53 W/m²/°
nb=1 : U = 7 W/m²/° :Gain 90 %
nb=2 : U = 4,7 : G=94%
nb=3 : U = 3,8 :96%

Le nombre de vitre diminue bien les pertes par l'avant mais à partir d'un certain nombre c'est commercialement impossible.
En revanche si on regarde le mémoire plus en détail on peut constater que l'influence d'un double vitrage n'est pas si négligeable l'hiver et que très certainement cela peut suffire à gagner quelques degrés précieux l'hiver, en tout cas bien plus simplement qu'avec le cylindro parabolique.
Pour un auto constructeur avec des films peu couteux il peu y avoir un gain non négligeable.
exemple de film isolant :

http://www.ebay.fr/itm/271970225370?_tr ... EBIDX%3AIT

A méditer.

[lilian07]

En ce qui concerne la couverture de survie, j'y ai bien pensé, c'est le meilleurs matériaux rapport qualité prix avec le mylar des cultivateurs d'intérieurs mais la difficulté vient de l'application sur la plaque. En effet, c'est comme le papier aluminium ça s'applique très mal sans plies, d’où l'importance d'avoir un film plus épais et autocollant voir thermocollant pour voiture ou panneau routier, mais plus couteux.
http://www.ebay.fr/itm/film-vinyle-chro ... D100022%26

prévu pour carrosserie de voitures donc tout temps et sans plies mais couteux (30 euros/m²)

[Christophe]

Oui je suis d'accord pour les plis, j'ai déjà fait quelques essais avec des couverture de survie...d'où l'idée d'une structure autoportante...de type parapluie (c'est pour l'image, cela n'a pas besoin d'être hemisphérique...tant que c'est parabolique) qui tendrait la couverture, autre avantage: tout pouvoir démonter en hiver ou lors d'une tempête en quelques minutes...

J'avais défini le concept mais je ne suis pas passé à l'action niveau réalisation...

[Christophe]

Page 67 l'étude montre l'influence du nombre de vitre sur le rendement et les pertes.

nb de vitre : n=0 - perte 53 W/m²/°
nb=1 : U = 7 W/m²/° :Gain 90 %
nb=2 : U = 4,7 : G=94%
nb=3 : U = 3,8 :96%

(...)

A méditer.

Document intéressant, à compléter par ces quelques courbes: solaire-thermique/rendement-et-efficacite-d-une-installation-solaire-thermique-t4317.html

En effet; j'ai survolé mais je pense que ce tableau ne concerne que les pertes thermiques...et non les pertes des apport solaires: un capteur double vitrage recevra moins d'énergie solaire qu'un simple vitrage...donc double et triple vitrage sont intéressant si on veut des très haute température et avec concentrateur donc.

Tu verras dans le lien que je viens de donner qu'un capteur sans vitrage peut avoir un meilleur rendement qu'un capteur vitré!
(mais pas dans la majorité des conditions d'utilisation)

[lilian07]

Il y a toutefois un essai à effectuer avec la couverture de survie ou mylar sur mon support polycarbonate, il faut que je réalise une mise en place type papier peint. collage par colle papier peint (renforcée extérieur) et dé-bullage par brossage (méthode classique).

Pour ton projet de parapluie, c'est une bonne idée et cela devrait être réalisable en expérimentale, mais en revanche un système amovible viable (capable de rendre le service) avec la complexité de mise en œuvre du capteur à concentration avec son suiveur et son capteur thermique devrait anéantir tout espoir de mise en service sur ce principe.

L'idée pour un petit capteur d’énergie thermique transportable (pour expédition sauvage et autre camping) reste à mon sens très pertinent.