Puissance d'un panneau solaire thermique

Lorsqu'on fabrique soit même un panneau solaire thermique, le seul moyen de savoir s'il fonctionne vraiment et collecte bien l'énergie solaire est de mesurer sa puissance.

On voit beaucoup de bricolages sur internet, mais très rarement avec des mesures. Le concepteurs de ces panneaux solaire ne savent donc pas si leur panneau solaire est efficace ou pas, et dans la plupart des cas ils fonctionnent mal.

Il ne suffit pas que l'eau soit plus chaude à la sortie qu'à l'entrée du panneau pour que votre panneau solaire soit efficace.

Voyons quelques bases très simples de thermodynamique pour mesurer la puissance.

La puissance

Si vous n'utilisez pas notre Sunberry App pour afficher la puissance de vos panneaux en direct, il existe une méthode très simple.

Pour celà il vous faudra:

• 1 thermomètre
• 1 chronomètre
• 1 récipient gradué (de 10l par exemple)

La puissance se calcule comme celà: Puissance (Watts) = Débit massique (g/s) x Chaleur massique de l'eau x DeltaT Débit massique: c'est la masse d'eau par seconde que débite la pompe (donc la sortie des panneaux) Chaleur massique: 4186 pour l'eau DeltaT = écart de température entre la sortie du panneau et l'entrée

En chronométrant le temps de remplissage de votre récipient, vous pourrez déduire le débit massique. Ensuite vous n'avez plus qu'à mesurer la température d'entrée et de sortie avec votre thermomètre.

Et il ne vous reste juste à faire le calcul, qui est une simple multiplication et vous pourrez connaître la puissance de vos panneaux solaire.

Par exemples, les panneaux en coroplast qu'on vous propose de fabriquer délivre une puissance de 600W par m². Cette puissance est mesurée en direct par notre Sunberry App.

Rendement du panneau solaire

Le rendement du panneau solaire permet de connaître son efficacité.

Le soleil délivre une puissance de 1000W/m² sur toute surface orientée face à lui, été comme hiver (c'est beaucoup d'énergie). Si le panneau est incliné et n'ai pas orienté pile face au soleil, cette puissance sera moindre.

On prendra donc comme exemple un panneau de 1m² orienté face au soleil.

Une mesure de la puissance de notre panneau indique 600W.

Le rendement se calcule comme suit: Rendement (%) = Puissance du panneau (Watts) / Puissance du soleil (Watts) x 100 Sachant que le soleil envoie 1000Watts sur le panneau on aura donc: Rendement = 600 / 1000 x 100 Rendement = 60%

Ce rendement est très bon pour un capteur autoconstruit n'utilisant pas de matériaux spéciaux (et chers) comme du Tinox, un métal avc un revètement à faible émissivité. C'est le rendement de notre panneau solaire à faire soit même Sunberry. Les meilleurs panneaux sous vide du commerce peuvent avoir un rendement de 85%, mais ils sont beaucoup plus chers et impossibles à fabriquer soit même.

Le rendement d'un panneau photovoltaïque est aujourd'hui d'environ 12%. Vous comprendrez dons que si vous voulez capter efficacement l'énergie du soleil, il vaut mieux utiliser un panneau solaire thermique. D'autant plus que votre principale dépense est très sûrement le chauffage et l'eau chaude, et pas l'électricité pour alimenter des appareils.

Rendement maximum du panneau

Un panneau solaire ne transformera jamais 100% de l'énergie solaire. Il y a toujours des pertes.

Quand la lumière du soleil voici ce qu'il se passe:

• D'abord un partie de la lumière est réfléchie par la vitre et ne rentre donc pas dans le panneau elle sera perdue
• Ensuite la lumière frappe le collecteur noir du panneau et elle est convertie en chaleur
• Une partie de cette chaleur va chauffer l'eau dans le panneau, c'est l'énergie que vous aurez captée
• Le panneau étant chaud il rayonne des infrarouges. Ces infrarouges vont sortir du panneau et seront donc perdus
• Une autre partie de la chaleur du collecteur va passer à travers l'isolant arrière du panneau car les isolants ne sont jamais parfaits, cette énergie sera donc perdue.

Ce qu'il faut retenir, c'est que plus l'eau qu'on produit est chaude, plus le panneau est chaud, plus c'est difficile de garder la chaleur à l'intérieur et plus il y aura donc de pertes. C'est facile de produire de l'eau à 60°C, c'est beaucoup plus difficile de produire de l'eau chaude à 90°.

Le cas du panneau solaire pour piscine

Dans le cas du chauffage d'une piscine avec des panneaux solaire, c'est un peu différent.

Température de l'air

L'été l'air est chaud, souvent plus chaud que l'eau de la piscine. On n'a donc pas intéret à utiliser une vitre et de l'isolant pour éviter les pertes. Au contraire, une partie de la chaleur captée viendra directement de l'air ce qui permet d'obtenir des rendement supérieurs à 100% Si on veut capter un maximum d'énergie pour chauffer la piscine, il faudra envoyer dans les panneaux un débit d'eau important pour que le panneaux reste plus froid que l'air ambiant. Quand le panneau devient plus chaud que l'air ambiant, on commence à perdre de l'énergie et le rendement baisse. La piscine chauffera alors moins vite.