Manuel d`utilisation de la maquette Maison solaire Enseignement
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1. 6660060 SERVICES CULTURE DITIONS RESSOURCES POUR L DUCATION NATIONALE CRDP LIMOUSIN Manuel d utilisation de la maquette Maison solaire Energie solaire thermique Chauffe eau solaire Enseignement primaire et coll ge Maison solaire thermique Document non contractuel FICHE N B Objectif La maquette illustre une installation de chauffe eau solaire simplifi Le capteur solaire de faible capacit 1 mL permet de fournir de l eau chaude dans une prouvette pour en appr cier la temp rature l aide du thermom tre incorpor nergie solaire L nergie solaire est l nergie que dispense le soleil dans son rayonnement direct ou diffus Sur Terre l nergie solaire est l origine du cycle de l eau et du vent Le r gne v g tal dont d pend le r gne animal l utilise galement en la transformant en nergie chimique via la photosynth se Gr ce divers proc d s elle peut tre transform e en une autre forme d nergie utile pour l activit humaine notamment en chaleur en lectricit ou en biomasse Par extension l expression nergie solaire est souvent employ e pour d signer l lectricit ou l nergie thermique obtenue partir de cette derni re Techniques pour capter l nergie solaire Les techniques pour capter directement une partie de cette nergie sont disponibles et sont constamment am lior es On peut distinguer le solaire passif le2. dans une bo te vitr e isolante afin d obtenir un effet de serre Avec un ensoleillement important et si les besoins en nergie sont mod r s un simple r seau de tubes ailettes peut suffire Les ailettes qui forment ce qu on appelle l absorbeur sont chauff es par le rayonnement solaire et transmettent leur chaleur l eau qui circule dans les tubes Les premiers absorbeurs taient peints en noir afin de capter un maximum d nergie lumineuse Mais le noir a l inconv nient d avoir un rayonnement 3 On pourra utiliser la maquette alb dom tre non fournie pour confirmer ce choix en mesurant l alb do de plaques de diff rentes couleurs 3 6 important ce qui finit par chauffer la vitre et provoquer des pertes travers celle ci C est pourquoi on pr f re utiliser des absorbeurs trait s au chrome ce qui donne un corps noir dont le rayonnement est beaucoup plus faible En France le Plan Soleil lanc en 2000 par l ADEME pour les chauffe eau solaires et la production de chaleur incite les particuliers s quiper en solaire gr ce des aides de l Etat Constitution de la maquette La maquette est constitu e des l ments suivants maison panneau solaire thermique thermom tre num rique amovible avec fonction m moire R servoir d eau froide seringue gradu e en mL Tuyau souple sortie eau chaude Tube essai r cepteur d eau chaude 4 Agence De l Environnement Et de la Ma
3. ou capteurs solaires thermiques qui chauffent le fluide caloporteur eau ou antigel charg d acheminer l nergie solaire r cup r e jusqu au r servoir d eau chaude solaire e un r servoir d eau chaude solaire ou ballon d eau chaude chauff par ce circuit de liquide caloporteur g n ralement dans une gaine de cuivre qui finit en serpentin l int rieur du ballon e un dispositif de chauffage d appoint car en g n ral l nergie solaire ne suffit pas assur le plus souvent par une r sistance lectrique e un vase d expansion pour assurer la s curit du mat riel permet de compenser la dilatation du fluide c est un petit r servoir m tallique g n ralement peint de couleur rouge e un circulateur une pompe lectrique en fait mais de faible consommation lorsqu il s agit de mat riel en circulation forc e Le capteur solaire thermique ou capteur h liothermique est un dispositif con u pour recueillir l nergie provenant du soleil et la transmettre un fluide caloporteur Il existe deux types de panneaux solaires thermiques les capteurs eau qui utilisent un liquide eau antigel comme fluide caloporteur et ceux air qui utilisent l air comme caloporteur Les capteurs solaires thermiques atteignent aujourd hui 2003 des rendements de 80 Dans les capteurs thermiques eau l eau circule dans des tubes munis d ailettes Pour obtenir un meilleur rendement l ensemble est plac
4. trise de l nergie http www ademe fr 4 6 Thermom tre Las Tube essai r cepteur d eau chaude R servoir d eau froide seringue gradu e en mL Capteur solaire M thermique Tuyau souple sortie eau chaude 5 6 Tube laiton Diam tre in N 2mm Longueur 318 mm Plaque de cuivre 50 x 85 x 0 6mm Point de soudure liaison thermique Embout de liaison tuyau souple du os Le rayonnement solaire absorb par la surface du capteur de couleur noire est converti en chaleur et stock dans la plaque de cuivre L nergie calorifique de la plaque est transmise au tube et son contenu eau par l interm diaire des points de soudure Manipulation Introduire de l eau froide dans la seringue environ 50 mL apr s avoir obstru la sortie du tuyau Installer une lampe de bureau type spot 100 watts orient e vers le capteur distance 10 cm Mesurer la temp rature de l eau EREE E T lampe incandescence spot 100 watts Distance lampe capteur 10 cm Temps d exposition 12 mn Temp rature de l eau de la seringue 22 C Temp rature de l eau chaude 45 C l vation de temp rature 45 22 23 C Nombre de calories n cessaires 23 calories nergie n cessaire 23x 4 18 96 14 joules 5 La calorie est la quantit d nergie qu il faut fournir 1 mL d eau pour lever sa temp ra
5. solaire photovolta que et le solaire thermique La maquette pr sent e ici fonctionne sur le principe du solaire thermique nergie solaire thermique A l chelle d une habitation individuelle ou collective 1l est possible d installer un chauffe eau solaire ou un chauffage solaire 1l s agit de capteurs vitr s install s le plus souvent sur la toiture dans lesquels circule un liquide caloporteur r chauff par le rayonnement solaire qui transmet ensuite la chaleur un chauffe eau et ventuellement un plancher chauffant basse temp rature Ce proc d permet de couvrir environ 50 en moyenne en France des besoins en eau chaude et d apporter ventuellement un compl ment de chauffage Le chauffe eau solaire est un dispositif de chauffage de l eau sanitaire qui 1 D apr s l article nergie solaire de Wikip dia l encyclop die libre http fr wikipedia org 2 D apr s les articles Energie solaire thermique Chauffe eau solaire et Capteur solaire thermique de Wikip dia l encyclop die libre http fr wikipedia org 2 6 peut remplacer ou compl ter le cumulus lectrique et les autres syst mes d nergie pour l eau chaude sanitaire gaz fuel propane GPL afin de procurer aux foyers une conomie importante sur leur facture nerg tique concernant leurs besoins en eau chaude sanitaire En r alit le chauffe eau solaire est g n ralement constitu par e des panneaux solaires
6. ture de 1 C 1 cal 4 18 J 6 6
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