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Panneau solaire thermique de Manoria

Discussion dans 'Énergies renouvelables' créé par Manoria, 16 Mai 2014.

  1. Manoria

    Manoria Apprenti

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Bonjour,


    Alors, voilà, je veut faire un panneau solaire thermique de 3m² qui me chauffera un grand spa. L'eau du spa circulera directement dans le panneau solaire.

    La surface du panneau fera 3m². il aura deux vitres de 1.5*2m de chaque cotés.(gauche et droite)

    Une fois le système en place, il sera assez probable que j'en rajoute entre 1 et 4 ensembles identiques.

    Le panneau sera composé comme suit:

    - un cadre métallique en acier
    - une plaque en acier à l’arrière collée avec une colle spéciale pour assurer une parfaite étanchéité
    - une plaque de verre collée avec de la colle à pare brise (assurer une étanchéité, souplesse du joint et une tenue dans le temps)
    - un tube en cuivre recuit dans le panneau serpentant dans un sandwich de tôle. (voir détail)
    - une isolation en laine de coche de 3 cm.

    Le tube en cuivre recuit sera continu et sans aucune soudure à partir de départ froid du spa (pompe) jusqu’à la sortie chaude du panneau jusqu'au spa

    De cette façon là, en cas de surchauffe du panneau solaire, aucune soudure ne pourrait se dessouder.

    Une carte programmable open source ARDUINO MEGA me supervisera l'installation avec un afficheur et 3 sondes de temperature (DS18B20 de chez DALLAS).
    j'y rejouterais un afficheur LCD pour visualiser les temperatures et peut être une carte réseau pour visualiser les données sur mon telephone

    La constitution du panneau en matériaux pérenne acier, verre et colle de qualité me permettrons de profiter d'un systeme fiable pendant au moins une vingtaine d'année je pense.
    Je trouve un peu idiot de le faire par exemple avec du bois et de devoir le refaire après quelques années d'utilisation, idem pour le reste. Je prefere tout bien penser dès le début.
    Un panneau de ce genre pourrais bien aussi faire de l'ECS, mais dans mon cas, c'est pas nécessaire, puisque j' ai déjà une installation avec des tubes sous vide.
    Je ne voulais pas non plus les rajouter au circuit de mes tubes sous vide car sinon, l'echangeur de mon ballon ne suffirait plus, et j'aurais du rajouter un echangeur de décharge pour le spa. le plus simple est de faire comme je l'ai décris plus haut

    2014-05-15 22.05.57.jpg
     
  2. Fred69

    Fred69 Compagnon

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Limiter la dimension des panneaux à 1m de large pour une manutention plus facile.
    Faut peut-être prévoir un verre feuilleté ?
    Je remplacerai l'acier par de l'alu: plaque, équerre, rivets, étanchéité.
     
  3. zingilingiling

    zingilingiling Compagnon

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  4. ramses

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    bonjour a tous,

    erreur de vouloir mettre un serpentin cuivre ... en effet, les traitements necessaire a l'eau du SPA vont tres vite oxyder le tuyau mais surtout reagir avec le cuivre => coloration de l'eau, tache dans le SPA, modification du traitement, .... ! Bref, SPA et piscine, meme problemes !

    En ce qui concerne le cout, c'est quifquif au m² par rapport a un panneau nouveau de qualite sur les sites specialises solaire en ligne avec un meilleur rendement et une meilleure tenue dans le temps. Par contre, au vu de l'incompetence "crasse de certains installateurs en panneaux thermiques,pas mal de proprietaires ont fini par jeter l'eponge et on trouve beaucoup de panneaux voir meme des install completes d'occas sur le net a des prix vraiment tres tres bas.

    Et si je te parle d'install "complete", c-a-d avec tampon, c'est simplement pour "boucher" les jours sans soleil a Colmar et, dans la foulee, pour regler le probleme de "l'agressivite" de l'eau du SPA en ne passant plus le circuit dans les panneaux mais dans 50m de PER "glisser" dans le tampon, PER qui joue "l'echangeur" sans devoir en acheter un dedie bien couteux.

    Bien a vous tous
     
  5. albatros_del_sur

    albatros_del_sur Compagnon

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Bonjour,
    + 1
    Il ne faut pas que le liquide caloporteur aille dans le SPA il serait en contact avec les utilisateurs. Comme il est impératif d'avoir de l'antigel pour l'hiver ça va faire désordre :mad:
    Par ailleurs le circuit des panneaux doit normalement être en pression pour éviter que l'été ça se mette à bouillir dès 100°C. Ce ne sra pas possible si les panneaux communiquent avec le SPA
     
  6. Manoria

    Manoria Apprenti

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    Bonjour,
    remplacer l'acier pas de l'alu, non, car sinon, je ne peut plus le souder, et après, c'est plus étanche. L'acier ne coûte pas chez en plus...
    Pour le verre, c'est du trempé de récup, et je vais encore en avoir, je vais faire une serre pour les tomates :wink:

    Je n'avait pas prévu d'échangeur. Mais je ne savait pas que l'eau chlorée allait corroder le cuivre trèèès vite :sad:
    Donc, je vais mettre un ballon tampon avec échangeur ou un échangeur tout seul.
     
  7. Manoria

    Manoria Apprenti

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    Alors, ensuite, je ne veut pas mettre de fluide caloporteur, mais faire circuler l'eau quand elle est trop basse dans les capteurs pour réchauffer le panneau. Ça fonctionne comme ça avec mes tubes sous vide depuis quelques années, et je ne ferais pas autrement.
    En surchauffe, le fluide caloporteur peut caraméliser.
    En recirculation d'eau en hivers, le peu de calories utilisées pour chauffer le panneau est récupéré dans la semaine même (expérience vécue)
     
  8. Fred69

    Fred69 Compagnon

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Je viens d'aller voir les miens: ils sont bien en profilé alu et feuille d'alu avec étanchéité et rivets pop. La vitre n'a pas l'air d'être en verre feuilleté. Le support des capteurs est en cornières galva.
     
  9. Manoria

    Manoria Apprenti

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Voici la suite,
    le cadre est fait

    IMGA0010.JPG

    IMGA0011.JPG

    il faut encore que je mette une traverse

    Je pense y mettre un ballon double envelope pour faire l'echange de chaleur
     
  10. Manoria

    Manoria Apprenti

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Ah oui, j'oubliais

    j'ai mis en route l'arduino.

    Il est installé sur le spa.
    les temperatures affichées dans le sens de lecture sont:
    température sortie capteur, entrée capteur, temp spa haut et bas.

    Il est en route avec l'ancien système solaire en PE noir....

    20140517_174119.jpg
     
  11. babel

    babel Apprenti

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Salut manoria la forme , on se connais sur un autre forum (econo pour les bruleur à boule :wink: ) ..

    Je pense que dans ta conception de panneau tu as oublier un morceau , la feuille qui fera capteur ( je ne sais plus comment ont l'appel désolé ) , je viens de voir un panneaux de démo haut rendement ( pas les tubes sous vide ) , et il était constituer ainsi ( du fond vers l'avant :

    1/ le fond du cadre en alu emboutie ( si tu plis et rivette le cadre pas besoin de soudure , au pire un coup de colle avant de riveter :wink: )

    2/ 120 mm de laine de roche semi rigide au fond et 60 mm sur les côté

    3/tube de cuivre positionné verticalement dans le panneau ( est ce que cela fonctionne mieux qu'horizontal ??? je ne sais pas )

    4/ le "collecteur " ( piece dont tu n'as pas parlé ) qui là était une feuille de cuivre peinte en noit et soudé brasée au tube de cuivre verticaux
    ( bien entendu en partie basse tout les tube de diam 10 mm ou 12 mm je n'ai pas mesuré ( mais je dirais intérieur 10 mm )

    5/1 cm d'espace libre

    6/ la vitre


    le collecteur peut être sur ou sous les tubes , pas mal de constructions amateur mette de la tôle galva au lieu du cuivre je vous laisse imaginé pourquoi :wink: ...

    Il y a aussi une solution a pas cher qui fonctionne bien , récupère les arrière de réfrigérateur , attention il y a deux sorte de refroidisseur ) prend ceux avec les ailettes positionné a plat pour avoir le max de surface mis en contact avec le soleil .

    Les porte de de réfrigérateur sont aussi des pièces isolante :wink: , la mousse a l'intérieur à un bien meilleur coef lambda ( faible conductivité thermique ) , du coup pour une plus faible épaisseur tu garde la même isolation ( petit plus c'est compris dans le prix du frigo qui lui est gratuit car de récupe :wink: ) ...

    Dans ton cas je pense que le problème de surchauffe des panneaux ne sera pas au rendez vous ( sauf si ton spa atteint les 80 90 ° mais la ce n'est plus un spa mais plutôt une marmite géante , :wink: ) , vue le volume du spa et la taille du panneaux :wink: ... Par contre pour un ballon il faut dimensionner le volume du ballon et la taille du panneau afin que le ballon puisse emmagasiné toute la chaleur d'une chaude journée d'été sans surchauffe du panneau ...

    Donc dimensionne bien ton tampon ....

    maintenant je ne suis pas un pro mais je viens justement d'en parler avec un installateur qui a monter plus d'une centaine d'installation dont certain panneau en tube sous vide ( qu'il réserve pour des cas particulier du genre quand il manque de place sur la face exposé au sud ) du fait de leur coût prohibitif ...

    sur la somme de toute ses installation il n'as pas de soucis ( il pose et est agréer pour la mise en route de chaudière okofen ça donne une idée du sérieux du monsieur , sachant que okofen fait la mise en route de toute ses chaudières en règle général , la okofen a suivis beaucoup de chantier et estime que le sérieux du travail est au rendez vous donc il ne passe plus ... )

    Sur ce bonne construction et mise en place je suis sur que tu vas encore faire une belle construction :wink: ...

    Babel aka bidouille aka fred
     
  12. wika58

    wika58 Modérateur

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Projet très intéressant.
    J'ai aussi un tel projet dans mes cartons...
    Moi je pars avec des règles de maçon 100*10 en Alu comme cadre. Les 4 flancs seront assemblés par 4 équerres en Alu (Coulées par un ami du fofo puis usinées pour qu'elles viennent épouser la forme intérieur des règles sur un 30aine de mm) et fixation par rivets pops.

    Le souci que j'ai est de trouver la vitre... En recup bien sur.
    Je pensais â des vitres de bus (dans une casse PL).

    Quelle source as-tu pour la recup de ces vitres trempées?

    Cool si en plus tu fais (et partage) l'électronique du Arduino... :supz:

    Je suis donc avec intérêt... En attendant de me lancer à mon tour une fois que j'aurais trouvé la vitre... :wink:
     
  13. Manoria

    Manoria Apprenti

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Salut,
    pour la vitre, demande à des gens qui les remplacent, des vitriers par exemple. Ils peuvent toujours te trouver des vieilles. Et pour pas grand chose, ils peuvent te les couper :wink:

    Bon, pour l'arduino, voici mes sources:
    carte mere : http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=181190707898&ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
    afficheur : http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=360695089307&ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
    relai : http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=400652791183&ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
    sondes : http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=180970389726&ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
    il y en a pour 25 euros environ. tu as tout pour réussir :-D tu peut économiser un peu d'argent en achetant un arduino uno :lol:

    Il faut brancher les sondes sur a1 a2 a4 a5 et y mettre une résistance de push pull (comme sur la photo)

    Re relais se ferme quand l'équart de T° est > 5°C

    et le programme : (il ne gere pas encore la T° maxi, et il faut installer la librairie 1-wire)

    Code:
    #include <OneWire.h>
    
    #define DS18B20 0x28     // Adresse 1-Wire du DS18B20
    #define TC_100_NB  4    // Nombre de TC100 gerées.
    #define TC_100_BALLON   0    // .
    #define TC_100_CAPTEUR  1  // Nombre de TC100 gerées.
    #define TC_100_BALLON2   2    // .
    #define TC_100_CAPTEUR2  3  // Nombre de TC100 gerées.
    
    // DS18S20 Temperature chip i/o
    OneWire ds_Ballon(A2);  // 
    OneWire ds_Capteur(A1);  // 
    OneWire ds_Ballon2(A5);  // 
    OneWire ds_Capteur2(A4);  // 
    
    #include <LiquidCrystal.h> //on inclut la librairie
    // initialise l'écran avec les bonnes broches
    // ATTENTION, REMPLACER LES NOMBRES PAR VOS BRANCHEMENTS À VOUS !
    LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7); 
    const int relais1 = 13;
    int C1=0,C2=0;
    char messagehaut[16] = "";
    char messagebas[16] = ""; 
    int numCapteur = 0;
    byte capteur1[8] = { 
      0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
    byte capteur2[8] = { 
      0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
    int Whole1=0, Fract1=0, Whole2=0, Fract2=0;
    
    // Fonction récupérant la température depuis le DS18B20
    // Retourne true si tout va bien, ou false en cas d'erreur
    boolean getdcTemp(int *inttemp, OneWire *dsptr){
      byte data[9], addr[8];
      int temp, SignBit;
      // data : Données lues depuis le scratchpad
      // addr : adresse du module 1-Wire détecté
    
      dsptr->reset_search();    // Réinitialise la recherche de module
      if (!dsptr->search(addr)) { // Recherche un module 1-Wire
        Serial.print("No more addresses.\n");
        delay(250);
        return false;         // Retourne une erreur
      }
    
      if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) { // Vérifie que l'adresse a été correctement reçue
        Serial.print("CRC is not valid!\n");
        return false;                        // Si le message est corrompu on retourne une erreur
      }
    
      if (addr[0] != DS18B20) { // Vérifie qu'il s'agit bien d'un DS18B20
        Serial.print("Device is not a DS18S20 family device.\n");
        return false;         // Si ce n'est pas le cas on retourne une erreur
      }
    
      dsptr->reset();             // On reset le bus 1-Wire
      dsptr->select(addr);        // On sélectionne le DS18B20
    
      dsptr->write(0x44, 1);      // On lance une prise de mesure de température
      delay(1000);             // Et on attend la fin de la mesure
    
      dsptr->reset();             // On reset le bus 1-Wire
      dsptr->select(addr);        // On sélectionne le DS18B20
      dsptr->write(0xBE);         // On envoie une demande de lecture du scratchpad
    
      for (byte i = 0; i < 9; i++) // On lit le scratchpad
        data[i] = dsptr->read();       // Et on stock les octets reçus
    
      temp = ( (int (data[1])) << 8) + (int (data[0]));
      SignBit = temp & 0x8000;  // test most sig bit
      if (SignBit) // negative
      {
        temp = (temp ^ 0xffff) + 1; // 2's comp
      }
      // Calcul de la température en degré Celsius
      *inttemp = (6 * temp) + temp / 4;    // multiply by (100 * 0.0625) or 6.25
    
      // Pas d'erreur
      return true;
    }
    
    void setup(void) {
      // initialize inputs/outputs
      // start serial port
      Serial.begin(9600);
      lcd.begin(16, 2); // règle la taille du LCD : 16 colonnes et 2 lignes 
      pinMode(relais1, OUTPUT);      // sets the digital pin as output
    }
    
    void loop(void) {
      int Tc_100;
      int temp_Table[TC_100_NB];
    
      if( getdcTemp(&Tc_100, &ds_Capteur) ) {
        temp_Table[TC_100_CAPTEUR] = Tc_100;
      } 
      else {
        temp_Table[TC_100_CAPTEUR] = 0;
      }
      if( getdcTemp(&Tc_100, &ds_Capteur2) ) {
        temp_Table[TC_100_CAPTEUR2] = Tc_100;
      } 
      else {
        temp_Table[TC_100_CAPTEUR2] = 0;
      }
      if( getdcTemp(&Tc_100, &ds_Ballon) ) {
        temp_Table[TC_100_BALLON] = Tc_100;
      } 
      else {
        temp_Table[TC_100_BALLON] = 0;
      }
      if( getdcTemp(&Tc_100, &ds_Ballon2) ) {
        temp_Table[TC_100_BALLON2] = Tc_100;
      } 
      else {
        temp_Table[TC_100_BALLON2] = 0;
      }
      
      sprintf(messagehaut,  "C %2d.%2d %2d.%2d C", (temp_Table[TC_100_CAPTEUR]/100), (temp_Table[TC_100_CAPTEUR]%100), (temp_Table[TC_100_CAPTEUR2]/100), (temp_Table[TC_100_CAPTEUR2]%100) );
      sprintf(messagebas,  "B %2d.%2d %2d.%2d C", (temp_Table[TC_100_BALLON]/100), (temp_Table[TC_100_BALLON]%100), (temp_Table[TC_100_BALLON2]/100), (temp_Table[TC_100_BALLON2]%100) );
    
      lcd.setCursor(0,0);  //on se met en haut
      lcd.write(messagehaut);   //envoi le message sur l'écran
      lcd.setCursor(0,1);  //on se met en haut
      lcd.write(messagebas);   //envoi le message sur l'écran
    
      if( (temp_Table[TC_100_BALLON]+500 < temp_Table[TC_100_CAPTEUR]) ) { // && temp_Table[TC_100_BALLON] < temp_Table[TC_100_CAPTEUR])
        digitalWrite(relais1, HIGH);
      } 
      else {
        digitalWrite(relais1, LOW);
      }
    
      /*  sprintf(messagehaut,"C=%2d.%2d S=%2d.%2d",Whole_Table[0],Fract_Table[0],Whole_Table[1],Fract_Table[1]);
       lcd.setCursor(0,0);  //on se met en haut
       lcd.write(messagehaut);   //envoi le message sur l'écran
       */
    
    
      delay (3000);
    
    }
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  14. JCS

    JCS Compagnon

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Salut à tous,

    Bravo pour le travail de Manoria.
    Une petite suggestion, peut-être, pour éviter la surchauffe :
    Comme l'ensemble est piloté par un Arduino équipé d'une carte de 8 relais, il est alors facile de piloter un rideau qui abriterait le panneau solaire thermique des rayons du soleil à partir d'une température de consigne de l'eau à la sortie.

    J'ai fabriqué un modeste capteur solaire thermique avec du PVC haute pression, haute température,
    afin de faire un douche solaire. Ici l'engin en construction :

    [​IMG]


    Ca fonctionne très bien, il faut que je monte un mitigeur, car l'eau est trop chaude, malgré qu'une grande partie de la chaleur est perdue.
    Le seul problème est que je dois tourner mon capteur pour avoir le maximum de rendement.

    Pour améliorer le système il faudrait que je fasse un caisson recouvert d'un vitre pour éviter les pertes de calories. L'idéal serait de fixer le capteur orienté vers le Nord et de renvoyer les rayons du soleil avec un héliostat géré par un Arduino qui pourrait décaler le ou les miroirs en cas de dépassement de la température de consigne.
    Je travail sur un maquette d'héliostat. Reste à finaliser la partie mécanique.

    @+
    JC ancien colmarien.
     
  15. wika58

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    Panneau solaire thermique de Manoria
    Entonnant de simplicité et d'efficacité... :supz:

    Quels sont les avantages et inconvénient de, soit mettre un héliostat pour renvoyer le soleil vers le panneau fixe, soit de motoriser le panneau proprement dit...

    Dans mon application, le panneau servira à faire une chauffe/préchauffe de l'ECS.
    La chaudière est dans une petite remise et donc j'envisageais de mettre le panneau sur le toit de la remise et de lui mettre un seul axe de rotation (incliné de XX° sur la verticale) et de le faire suivre le soleil...
    Mais c'est vrai que cela fera vite une masse à déplacer...
    Et aller le mettre à un endroit fixe et lui renvoyer le soleil par des héliostats est pet-être une bien meilleure solution...
    De plus la remise est encaissée entre ma maison et celle du voisin... Je pourrais avoir 2 héliostats qui gère l'ombre de ma maison et celle du voisin...
     
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