Énergie solaire
Génie énergétique - Calculs et optimisation.

Sommaire et contenu du livre "Énergie solaire - Génie énergétique - Calculs et optimisation."

TABLE DES MATIÈRES 'La pensée solaire, la civilisation au double visage, attend son aurore. Mais elle éclaire déjà les chemins de la vraie maÎtrise. ' Albert CAMUS -L'homme révolté AVANT PROPOS 7 NOTATIONS 12 CHAPITRE 1. L'ÉNERGIE SOLAIRE HORS ATMOSPHÈRE 1. Le système solaire 15 2. Le Soleil 19 3. L'énergie solaire 23 3.1. Origine 23 3.2. La constante solaire 24 3.3. Vie et mort du Soleil 25 3.4. Spectre solaire 27 CHAPITRE Il. LE COUPLE TERRE-SOLEIL 1. L'atmosphère terrestre 33 1.1. Structure 33 1.2. Composition de la troposphère 37 2. Influence de l'atmosphère sur le rayonnement solaire 39 2.1. Masse atmosphérique 39 2.2. Atténuation du rayonnement solaire 40 2.3. La lumière solaire 43 3. Les échanges d'énergie 45 3.1. Notion d'albédo 45 3.2. Bilan énergétique annuel global du système Terre-atmosphère 46 3.3. Échanges d'énergie entre la Terre et l'Atmosphère 49 3.4. Le problème du réchauffement climatique 52 CHAPITRE III. RÉCEPTION DE L'ÉNERGIE SOLAIRE 1. Calcul de la position du soleil 55 1.1. Paramètres de position 55 1.2. Paramètres de temps 62 1.3. Cas particuliers 64 1.4. La gnomonique 66 2. Diagramme solaire 68 3. Éclairement solaire 80 3.1 . Éclairement direct 80 3.2. Éclairement diffus 81 3.3. Éclairement global 82 3.4. Rapports d'éclairement 82 4. Irradiation solaire 84 4.1 . Irradiation hors atmosphère 84 4.2. Irradiation au sol dans le cas d'un ciel clair 85 4.3. Irradiation au sol dans le cas d'un ciel variable 86 4.4. Instruments de mesure 89 4.5. Résultats des mesures 90 4.6. Méthodes de calcul de l'irradiation 93 CHAPITRE IV. LES CAPTEURS PLANS 1. Éléments de construction 97 1.1. Surface absorbante 97 1.2. Fluide caloporteur 100 1.3. Couverture transparente 101 1.4. Isolant 106 2. Rendement d'un capteur plan 109 2.1. Bilan énergétique 109 2.2. Influence de la température de l'absorbeur 109 2.3. Influence de la température d'entrée du fluide caloporteur 115 3. Régime transitoire 123 3.1 . Position du problème 123 3.2. Étude simplifiée 123 CHAPITRE V. APPLICATIONS À BASSE TEMPÉRATURE 1. Généralités 127 2. Eau chaude sanitaire 129 2.1. Système à boucle ouverte 129 2.2. Système à boucle fermée 130 3. Besoins en chauffage d'une habitation 135 3.1. Coefficient GV 135 3.2. Coefficient BV 137 3.3. Méthode des degrés-jours 137 3.4. Réglementations thermiques 139 4. Chauffage des locaux 142 4.1. Description des systèmes 142 4.2. Stockage par ballon d'eau 142 4.3. Stockage par lit de galets 147 4.4. Stockage par mur capteur 151 5. Maison bioclimatique 153 5.1. Les techniques passives 153 5.2. Les techniques dynamiques 155 6. Séchage solaire 157 7. Climatisation solaire 159 8. Distillation solaire 164 9. Analyse économique 9.1. Paramètres 9.2. Intérêts des emprunts 9.3. Mise en équations 9.4. Optimisation d'une installation solaire 10. Piscine solaire 10.1. Principe 10.2. Analyse énergétique 10.3. Analyse économique et optimisation CHAPITRE VI. LA CONCENTRATION SOLAIRE 1. Caractéristiques d'un capteur à concentration 1.1 . Définitions 1.2. Détermination de la concentration géométrique 1.3. Concentration géométrique maximale 1.4. Température maximale de concentration 2. Concentrateur sphérique 2.1. Concentration idéale 2.2. Concentration géométrique 2.3. Concentration énergétique 3. Concentrateur parabolique 3.1 . Concentration idéale 3.2. Concentration géométrique 3.3. Concentration énergétique 4. Concentrateur cylindro-parabollque 4.1. Concentration idéale 4.2. Concentration géométrique 4.3. Concentration énergétique 4.4. Montage 5. Les centrales STC 5.1. Les centrales à récepteurs cylindro-paraboliques 5.2. Les centrales à concentrateurs linéaires de Fresnel 5.3. Les paraboloïdes Stirling 5.4. Les centrales à tour 5.5. Le rendement de conversion 6. La concentration en chimie solaire 6.1. La thermochimie 6.2. La photochimie CHAPITRE VII. LES CELLULES PHOTOVOLTAïQUES 1. L'effet photovoltaïque 1.1 . Introduction 1.2. Principe 1.3. Rendement de la photopile idéale 1.4. Rendement réel 1.5. Influence de la résistance de charge 1.6. Influence de l'éclairement 1.7. Influence de la température 1.8. Les améliorations possibles 2. Utilisations 2.1. Montage série 2.2. Montage parallèle 2.3. Mise en œuvre 2.4. Avantages et inconvénients 2.5. Réalisations 165 165 165 166 167 169 169 169 172 177 177 179 182 184 186 186 186 186 188 188 189 190 192 192 193 193 193 195 195 196 197 200 201 206 206 206 207 207 208 211 212 216 218 218 219 221 221 221 222 223 224 ANNEXES Caractéristiques de l'air sec 231 Caractéristiques de l'atmosphère standard 231 Caractéristiques de l'eau 232 Table de la vapeur d'eau saturée 233 Diagramme T -s de l'eau 235 Formulaire d'air humide 236 Formulaire de thermodynamique 237 Éléments d'échanges thermiques 238 Détermination des pertes de charge hydrauliques 247 Constantes physiques 252 Données climatiques 253 Les unités en énergétique 255 Les unités anglo-saxonnes 256 Chiffres clés sur l'énergie solaire 257 Organismes, sociétés et associations s'intéressant à l'énergie solaire 261 Sigles et abréviations 264 Documentation 266 Petit dictionnaire anglais-français 268 Glossaire 272 Liste des applications 277 Index 279