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Utiliser le simulateur solaire thermique de l'INES
L’Institut National de l’Énergie Solaire met à disposition un simulateur solaire qui permet de se faire une bonne idée du taux de couverture des besoins et de la surchauffe en fonction de l’installation.
Paramètres à fournir
On s’intéressera dans un premier temps à une simulation sans ombrage sur les panneaux.
Choix de la ville :
Pour la localisation, on choisit la station météo la plus représentative du climat du lieu où l’on va installer le chauffe-eau. Généralement c’est la station la plus proche.
Prise en compte de masque :
pas d’ombre prise en compte pour cette première approche. Si vous le souhaitez (cas d’ombre sur les panneaux entre 10 h et 16 h), il faudra faire un relevé de masquage pour mesure l’impact. S’il y a des ombres en dehors de ces horaires, l’impact est limité je dirais une dizaine de pourcents.
Inclinaison du plan :
C’est la pente des panneaux. Il ne faut pas se tromper entre les degrés (qu’il faut renseigner ici) et les % couramment utilisés par les maçons. Le pourcentage utilisé indique de combien de centimètre on monte quand on c’est déplacé d’un mètre à l’horizontale. C’est donc la tangente de l’angle :
30% correspondent sensiblement à 17° : la tangente de 17° est 0.3057
100% correspondent à 45°
175% correspondent sensiblement à 60°.
Orientation
Le sud est la meilleure orientation. Ensuite sud-ouest, puis sud-est… Mais le simulateur vous donnera le résultat avec plus de précisions.
Albédo
Dans une première approche, on ne modifie pas la valeur par défaut car on ne connait pas l’albédo local avec précision. Mais la page de Wikipédia sur l’albédo fournit de bonnes indications. Voici leur tableau de synthèse.
Besoin journalier en eau chaude
On pourra l’ajuster, plutôt à la hausse, en fonction de son utilisation. Par exemple la durée des douches : pour 10 minutes de robinet ouvert à bon débit (8 à 12 litres par minute), on a consommé de l’ordre de 40 à 60 litres d’eau chaude à 60°.
Surface et coefficients des capteurs solaires thermiques
Ces éléments sont fournis sur nos fiches techniques, accessible sur la boutique en ligne.
La surface est la surface d’entrée du capteur, c’est à dire la surface qui collecte effectivement l’énergie, donc hors cadre.
Le coefficient B est le rendement du capteur, appelé η (êta) par les bureaux européens d’étude qui évaluent les capteurs. Pour les panneaux Solaire Diffusion SD20, il est de 0.788, pour les SD25 de 0.764. Pour simplifier : c’est la partie du rayon solaire qui atteint effectivement le collecteur à l’intérieur du capteur.
Le coefficient K est le coefficient de pertes thermiques de premier ordre : il permet d’estimer ce qu’on perd quand le différentiel de température entre les panneaux et la température extérieure augmente. Pour les panneaux SD 20 et 25, il est respectivement de 3.22 et 3.99.
Le second coefficient de perte proposé dans nos fiches permet de moduler la correction approtée par K pour les différentiels de température importants. Son influence est négligée dans ce simulateur.
Lire les résultats de la simulation
Grâce à ce simulateur solaire, on dispose de deux éléments importants :
Le taux de couverture annuel
Il figure à la dernière case du premier tableau et indique le pourcentage de l’énergie qui sera fournie par le solaire.
Au dessous de 50%, on est très faible. On aime être entre 60% et 90%.
La surproduction
On la trouve en comparant la ligne ‘Besoins (kWh)’ et la ligne ‘Apport (kWh)’. Avoir un apport supérieur de 10 à 20% pendant les deux ou trois mois d’été pour un chauffe-eau se gère sans problème au travers de la régulation. Au-delà, il y a risque de surchauffe.
Il ne faut pas se tromper de panneaux : pour des panneaux à plat sur un toit méridional, éviter généralement le Tinox qui montera trop en température. Les panneaux Mirotherm conviendront même si le logiciel indique une surproduction importante, car ils sont conçus pour justement éviter la surchauffe. Les panneaux peints conviendront aussi, ils ne surchauffent pas, ce qui est fait en en dégradant volontairement la performance (verre trempé simple, revêtement noir moins performant). Mais il y a d’autres méthodes pour éviter la surchauffe, et pour commencer :
Ajuster le projet
En faisant varier surface, inclinaisons, etc, vous pouvez maintenant optimiser votre projet.
Vous savez maintenant utiliser ce simulateur solaire.
Alors à vous de jouer !