Etude des capteurs solaires plans destinés à la production d’eau chaude sanitaire

Abstract

Cette étude évalue la performance thermique d’un capteur solaire de surface (CSTPE) installé sur le site de l’Unité de recherche appliquée en énergies renouvelables (URAER) à Ghardaïa, dans le Sahara algérien, caractérisé par une lumière solaire abondante et des amplitudes thermiques saisonnières prononcées. L’objectif est d’analyser le comportement du système en conditions réelles de fonctionnement et d’identifier les paramètres influençant sa performance. Un dispositif expérimental complet a été mis en place, comprenant un capteur cuivre de 1.65 m2, un circuit hydraulique à boucle fermée, des thermocouples de type K, un pyranomètre, un débitmètre et un enregistreur de données TESTO 176 T4. L’angle d’inclinaison du capteur a été ajusté mensuellement (de 22.29° en avril à 54.74° en décembre) afin d’optimiser la collecte du rayonnement solaire. Les résultats montrent que la température de l’absorbeur atteint 93 °C, avec une température de sortie d’eau d’environ 52 °C et un gradient thermique moyen de 15 °C entre l’entrée et la sortie. Le rendement thermique maximal atteint 29.05 % pour un débit de 50 L/h, avec une corrélation élevée (R2 = 0.8197) et une faible erreur quadratique moyenne (RMSE = 0.92 °C). Un modèle de régression linéaire multiple a été établi pour prédire la température à la sortie, l’isolation du réservoir améliore considérablement le maintien de la température la nuit. Ces résultats confirment la viabilité de la CSTPE pour la production d’eau chaude sanitaire dans le climat saharien et ouvrent la voie à l’optimisation des paramètres de conception et de régulation.