Réalisation expérimentale et analyse énergétique et exergétique d’un capteur solaire à air à plaque lisse et ondulée

Abstract

L'objectif de ce travail vise à réaliser un capteur solaire à air fonctionnant avec deux absorbeurs distincts : un absorbeur plat et un absorbeur ondulatoire, sous un rayonnement constant issu d’une source thermique artificielle fabriquée aussi au laboratoire. L’étude s’articule sur la comparaison des performances énergétiques et exergétiques du capteur. Les tests ont été réalisés sous un rayonnement et un débit d’air fixes, tout en en modifiant l'écart entre l’absorbeur et le vitrage. Les résultats obtenus ont mis en évidence une supériorité de l'absorbeur ondulatoire par rapport à l'absorbeur plat en termes d'efficacité thermique. Toutefois, l’écart de 6 cm entre l'absorbeur et le vitrage entraine une efficacité thermique maximale de 81 et 44 % respectivement pour l’absorbeur ondulé et plat. En terme d'efficacité exergétique et pour le même écart, l'absorbeur ondulatoire a nettement surpassé l'absorbeur plat, avec des valeurs respectives de 82 et 67%. En résumé, la forme ondulatoire de l'absorbeur favorise d’une part, une augmentation de la surface d'échange, ce qui se traduit par une meilleure performance en termes de captation de l'énergie solaire et d’autre part, elle induit une turbulence de l'air qui améliore les performances exergétiques du capteur solaire. Les résultats ont permis de déterminer le type d'absorbeur le plus performant et d'optimiser la conception des panneaux solaires à air.