FR2511130A1 - Capteur solaire a cellules tubulaires - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES CAPTEURS SOLAIRES CONSTITUES PAR UN ABSORBEUR TRANSFORMANT LA LUMIERE DU SOLEIL EN CHALEUR TRANSMISE A UN FLUIDE CALOPORTEUR. SELON L'INVENTION, DES CELLULES TUBULAIRES 10 DE VERRE FIN ETANT DISPOSEES PERPENDICULAIREMENT AU PLAN DECAPTAGE DE L'ABSORBEUR, AU MOINS UN REFLECTEUR INCLINE 11 EST DISPOSE DANS UN PLAN INCLUANT L'AXE EST-OUEST, DE MANIERE A MODIFIER L'ANGLE D'INCIDENCE DES RAYONS SOLAIRES AVEC LE PLAN DE CAPTAGE ET A AUGMENTER LE NOMBRE DE CES RAYONS FRAPPANT CE PLAN. APPLICATION A L'ENERGIE SOLAIRE.

Description

CAPTEUR SOLAIRE A CELLULES- TUEULAIRES
La présente invention concerne les capteurs solaires constitués par un absorbeur transformant la lumière du soleil en chaleur transmise à un fluide caloporteur qui l'irrigue.

On sait qu'un tel absorbeur doit être disposé dans un caisson isotherme dont la paroi faisant face à son plan de captage est transparente. Cette paroi transparente est constituée par une vitre en verre de manière à créer un effet de serre et à éviter tout ternissement de cette paroi qui est parallèle au plan de captage.

Les rayons du soleil traversent donc cette vitre et viennent frapper la surface de captage de 1'absorbeur.

Celle-ci, de couleur généralement noire, chauffe sous l'effet de ces rayons, en réémettant un rayonnement infrarouge qui est bloqué par la vitre et dont résulte un effet de serre.

Toutefois, en pratique la vitre ne retient qu'une partie du flux thermique venant de l'absorbeur, ce qui limite considérablement le niveau de température quecelui-ci peut atteindre.

Pour obvier à cet inconvénient, il est connu de disposer perpendiculairement au plan défini par la surface de captage de l'absorbeur des cellules tubulaires de verre fin. Ces dernières constituent une nappe transparente pour les rayons du soleil et absorbante pour le rayonnement infrarouge émis par l'absorbeur.

Etant constituée de verre, cette nappe de cellules tubulaires qui reste très peu conductrice de la chaleur, augmente l'effet de serre du dispositif en piègeant le rayonnement infrarouge, et permet à l'absorbeur d'atteindre une température plus élevée,
Toutefois, les rayons incidents solaires doivent alors traverser une pluralité de ces cellules avant d'atteindre l'absorbeur dès que le soleil n'est plus à la verticale de la surface de captage.

Il en résulte un appauvrissement de ces rayons et une nouvelle limitation du niveau de température que peut atteindre l'absorbeur. Le but de la présente invention est d'obvier à cet inconvénient en modifiant l'angle d'incidence des rayons solaires et en augmentant le nombre des rayons venant frapper l'absorbeur.

Ce but est atteint, selon la présente invention, en disposant au moins un reflecteur incliné au voisinage immédiat de l'absorbeur dans un plan incluant l'axe
Est-Ouest.

Par un choix judicieux de l'inclinaison du capteur et des reflecteurs, on peut ainsi augmenter le nombre de rayons incidents solaires arrivant sur la surface de captage de l'absorbeur, et, par suite, pallier aux pertes par absorption des rayons incidents sur ces parois.

Il résulte de la combinaison de cette nappe de cellules tubulaires et de reflecteurs une augmentation très nette du rendement du capteur ainsi équipé, c'est-à-dire, une augmentation de la température de l'absorbeur sans qutil soit nécessaire d'utiliser des matériaux très performants et donc coûteux. Un tel capteur présente donc l'avantage d'être très économique par rapport à son rendement. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, description à laquelle une planche de dessins est annexée.

La figure 1 représente en perspective un capteur solaire conforme à la présente invention, et,
La figure 2 représente schématiquement et partiellement en coupe Nord-Sud, le capteur de la figure lo
En référence maintenant à ces figures, le capteur 1 dont la base 2 affecte une forme parallélipédique est orienté de telle manière que sa plus grande longueur soit parallèle à l'axe Est-Ouest tel que défini par le compas 3.

Cette base possède donc quatre côtés que l'on nommera par la suite respectivement côté Nord, côté Ouest, côté Sud et côté Est.

Elle est constituée par un caisson isotherme 4 dans lequel est disposé l'absorbeur 5 et qui est refermé, face à la surface de captage 6 de l'absorbeur, par une vitre transparente 7.

L'absorbeur est généralement constitué par une pluralité de conduits 8, dans lesquels circule un fluide caloporteur, reliés à deux collecteurs et munis d'ailettes 9.

Disposées avec leur axe perpendiculaire au plan défini par la surface de captage 6, les cellules tubulaires 10 constituent une nappe située sous la vitre de protection 7.

Au moins un reflecteur 11 est disposé contre le côté
Nord ou le côté Sud du caisson 2 dans un plan incluant l'axe Est-Ouest.

Les rayons incidents du soleil, par exemple le rayon 12, viennent frapper la surface de captage 6 de l'absorbeur 5. Cette surface, généralement noire, absorbe ces rayons et ré émet un rayonnement infrarouge dans toutes les directions. Ce dernier rayonnement est, dans sa plus grande partie, pris au piège dans les cellules tubulaires ce qui permet d'augmenter l'effet de serre à l'intérieur du caisson 2
Toutefois, ces cellules tubulaires doivent etre traversées par les rayons solaires incidents ce qui affaiblit ces derniers.

Gr ce aux reflecteurs judicieusement disposés sur les côté Nord et/ou Sud du caisson 2, le nombre de ces rayons venant frapper l'absorbeur est très sensiblement accru. Par exemple, le rayon 13 est réfléchi sur le reflecteur 11 et vient frapper l'absorbeur avec un angle d'incidence différent de celui du rayon incident.

De préférence les cellules tubulaires sont réalisées dans du verre ayant une épaisseur comprise entre 0,03 et 0,05 cm et présentent une hauteur comprise entre 5 et 7 cm environ et un diamètre de 1 cm environ.

Les réflecteurs sont réalisés avec une feuille d'aluminium polie fixée à une armature permettant d'éviter une quelconque déformation sous l'effet du vent.

Une expérience a montré que dans un capteur de 1,5 m2 environ ainsi équipé, la température de l'absorbeur dépasse normalement 1500 C en l'absence de circulation du fluide caloporteur, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser pour cela de traitement électrolytique ou chimique spécial et coûteux pour recouvrir la surface de captage.

Bien que seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit, il est évident que toute modification apportée dans le même esprit par l'Homme de 1 'Art ne sortirait pas du cadre de la présente invention.

Par exemple, le matériau utilisé pour.la vitre et pour les cellules tubulaires peut entre différent du verre ; la forme même des cellules est indifférente bien que la forme cylindrique soit, à ce jour, la moins coûteuse à réaliser et la plus solide à utiliser ; et les réflecteurs peuvent être en toute matière réflechissante.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   Est-Ouest, de manière à modifier l'angle d'incidence des rayons solaires avec ledit plan de captage dudit absorbeur et à augmenter le nombre de ces rayons frappant ledit plan.

   i - Capteur solaire constitué essentiellement par un absorbeur disposé dans un caisson isotherme et transformant la lumière du soleil en chaleur transmise au fulide caloporteur qui l'irrigue, caractérisé en ce que, des cellules tubulaires (10) de verre fin étant disposées perpendiculairement au plan de captage(6) dudit absorbeur (5), au moins un réflecteur (il) incliné est disposé dans un plan incluant l'axe
2. 2 - Capteur solaire selon la revendicatinn i,caractérisé en ce que ledit réflecteur (11) est adjacent au côté Nord dudit caisson (2) et est orienté vers le Sud.
3. 3 - Capteur solaire selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un réflecteur additionnel est adjacent au côté Sud dudit caisson et est orienté vers le Nord.