Chapitre 3: Capteurs solaires thermiques plans

5 . Bilan thermique

5.2 . Rendements du capteur

• · Le rendement instantané du capteur est défini par

                  (4)

Où A_c est la surface du capteur et G_t l’éclairement solaire incident. On utilise également un rendement moyen sur une période t₀:

                (5)

• Le rendement optique  η₀ est:

                    (6)

• Détermination du rendement instantané

         Hypothèses simplificatrices 

               -Le rendement optique est : 

                 τ_v et α_c sont respectivement les coefficients de transmission de la vitre et d’absorption de l’absorbeur pour le rayonnement solaire

                -l’absorbeur est à une température uniforme T_c

                -les pertes sont linéarisables et s’écrivent sous la forme :

                       (6)

               où U_L : coefficient global de pertes et T_e : température extérieure.

              -la puissance extraite par le fluide caloporteur est :

                         (7)

              où U_f: coefficient de transfert thermique et T_f : température moyenne du fluide.

Le bilan thermique en régime stationnaire peut s’écrire :

                       (8)

Ce qui donne

                       (9)

Le facteur F’ est appelé efficacité de l’absorbeur, elle représente la rapport de la puissance thermique extraite réellement à celle qui serait extraite si l’absorbeur était à la température moyenne du fluide T_f .

Le rendement instantané est alors :

        (10)

Il décroît linéairement lorsque la température du fluide diminue.