Construction d'un prototype de panneau solaire

 

Contexte

Nous avons réalisé cette expérience car c'était la création la plus envisageable : un panneau solaire avec capteur sous vide et un panneau photovoltaïque ne sont pas réalisables, car ils requièrent une plus haute technicité. Cette fabrication n'en était pas moins intéressante et elle permettait de bien montrer l'utilité de l'énergie solaire.

 

Mode opératoire et Réalisation

Pour réaliser notre panneau solaire, nous nous sommes inspirés du schéma ci-dessous, et de différentes discussions rencontrées sur divers forums.

Schéma pour la construction d'un panneau solaire thermique


Pour cette expérience, nous avons eu besoin du matériel suivant :

  - 1 tube de cuivre recuit de 10 m de longueur et de 12 mm d'épaisseur
- 1 plaque en aluminium de 1 m x 0.50 m (normalement en cuivre)
- 1 vitre en verre de 1 m x 0.50 m et de 4 mm d'épaisseur
- 1 plaque de laine de roche 1 m x 0.60 m
- du bois (résistant à l'eau)
- de la peinture noire, résistante à la chaleur (200°C)
(27,00 Euro)
(23,00 Euro)
(15,00 Euro)
( 7,00 Euro)
(22,00 Euro)
( 8,00 Euro)
 
  Prix de revient du panneau solaire :    102,00 Euro  

 

La vidéo suivante montre les différentes étapes de la fabrication de notre mini-panneau solaire (qui seraient trop longues à décrire), ainsi que quelques tests de performance.

Fabrication et test du panneau solaire


Résultats et conclusion


Températures relevées
Température initiale 1er essai 2ème essai
8 °C 45 °C 60 °C

Les mesures effectuées permettent de montrer l'efficacité d'une telle installation, malgré son coût relativement modeste. En effet, en moins d'une minute, l'eau injectée dans le panneau est passée de 8°C à 60°C !


Explications

On peut justifier la différence entre les deux mesures effectuées par plusieurs raisons :

  1. L'heure et la position du soleil : pour le premier essai, il était 9h30 à l'heure solaire ; le soleil était assez bas et arrivait de profil sur notre panneau solaire. Au moment du deuxième essai, par contre, il était 13h30 à l'heure solaire ; le soleil était plus chaud, et il était vraiment en face de notre panneau.

  2. La durée d'exposition du panneau : en effet, entre les 2 essais, le panneau solaire était resté pendant 4h au soleil ; il avait accumulé la chaleur à l'intérieur du caisson (via le tube de cuivre, la plaque en aluminium et le verre). Le tube de cuivre était donc beaucoup plus chaud que précédemment, et quand l'eau est passée dedans, elle s'est davantage réchauffée.

 

Axes d'amélioration de ce prototype

Pour améliorer ce prototype, il faudrait optimiser l'isolation du caisson : on pourrait mettre de la laine de roche sur tous les bords du panneau (et pas seulement au fond) pour que la chaleur soit mieux conservée à l'interieur du caisson.

On pourrait aussi, pour allez dans le même axe, mettre un joint autour de la plaque de verre pour que la chaleur ne puisse pas sortir par là et ainsi avoir un panneau dont la température pourrait être nettement supérieure au panneau actuel.

Pour que le tuyau chauffe davantage, il faudrait utiliser une plaque de cuivre à la place de la plaque en aluminium. Il semblerait en effet que le cuivre ait une meilleure conductivité thermique, ainsi qu'une meilleure inertie thermique (ce qui rendrait le panneau solaire moins sensible au passage d'un éventuel nuage).

Pour améliorer le contact entre la plaque et le tube, il faudrait faire une soudure à l'argent entre la plaque et le tuyau pour que ceux-ci soient parfaitement "collés" l'un à l'autre.


 

© 2009 Créateur: Florian CRONFALT Rédacteurs: Florian CRONFALT, Florian MULLER, Donovan OLIVER site créé en Novembre 2008

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