Physique Capteur

es capteurs sont caractérisés par :

Leurs pertes optiques

Leurs pertes thermiques

Ces pertes permettent par ailleurs de calculer le rendement global du capteur, pour une situation de fonctionnement donnée.

Les pertes optiques :

En premier lieu, les capteurs sont caractérisés par leur rendement optique (coefficient B).

Le rendement optique du capteur représente le pourcentage de la puissance radiative du soleil qui sera réellement absorbée par le capteur.

Remarque : le rendement optique est parfois appelé rendement solaire. Il ne faut pas le confondre avec le rendement global du capteur qui sera défini plus loin et qui ne peut se calculer que dans une condition de fonctionnement donnée.

Question:

Quel est le rendement optique B du capteur ci-dessous ?

Les pertes thermiques :

Lorsque le fluide caloporteur qui circule dans le capteur s’échauffe, une partie de la chaleur reçue est perdue par convection et par rayonnement vers l’extérieur.

Ces pertes sont caractérisées par un coefficient k (ou a1) exprimé en [W/m².°C]. Le coefficient k indique ces pertes thermiques en watts pour 1 [m²] de capteur et pour un [°C] d’écart de température entre le fluide caloporteur et l’air extérieur.

Les capteurs plans bien isolés ont un coefficient k de l’ordre de 3 [W/m².°C]

Les capteurs sous vide ont un coefficient k de l’ordre de 1 [W/m².°C] ; ils perdent environ 4 fois moins de puissance par convection et conduction pour un même écart de température entre le fluide et l’air extérieur que les capteurs plans.

Remarques :

Le coefficient k (ou a1) du capteur se rapporte à la surface avant du capteur.

La norme européenne, EN 12975-1:2006 indique les caractéristiques minimales pour les capteurs fabriqués en Europe.

Exemple des caractéristiques d’un capteur :

Question:

Calculez la puissance réellement récupérée sur le capteur ci-dessous, sachant que son rendement optique est de 85% et son coefficient k de 3 [W/m²°C].

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