EAU CHAUDE SOLAIRE en POURSUITE du SOLEIL

1 Considérations généralesoldpan1B       Ancienne électronique analogique

1.1 L'aspect écologique
  1.1.1 L'énergie sur la planète et les rendements
    1.1.2 Les énergies pour le chauffage de l'eau
            sanitaire (ECS)
    1.1.3 Les gaspillages d'ECS
1.2 Régions de France
1.3 Surfaces captantes
    1.3.1 Surfaces actives et apparentes
    1.3.2 Puissance au M2

1.4 Implantation du capteur (d'énergie solaire)
    1.4.1 Sur Toiture ou au Sol (ou terrasse)
    1.4.2 Orientation fixe ou semi fixe
    1.4.3 Poursuite du soleil
    1.4.4 La météo

1.5 Les aides financières
1.6 Positions relatives du panneau et du chauffe-eau
1.7 Double échangeur ou résistance ?
1.8 Régulation différentielle/ inertie thermique
1.9 Les contraintes énergétiques des auxiliaires
1.10 Le retour d'expérience de plus de 27 ans et les matériels actuels
2 L'installation complète en poursuite
2.1 Le panneau solaire
  2.1.1 Capteurs électromécaniques
    2.1.2 Capteurs logiques et analogiques
    2.1.3 La connectique et la protection contre les intempéries
2.2 Le Coffret d'interface
    2.2.1 La fonction alimentation puissance moteurs et panel
    2.2.2 La fonction électronique capteurs et interface ordinateur
2.3 La logique de commande
    2.3.1 L'ordinateur
    2.3.2 Le programme PANOSOL9
3 Le chauffe-eau solaire (cumulus)
4 La régulation différentielle
5 La Critique et les erreurs
6 La production d'eau chaude effective
7 Retour d'informations

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->


 

Le premier paragraphe de considérations générales n'est que le rappel de quelques informations que l'on peut retrouver facilement sur Internet. Il y a des sites très bien documentés qui traitent de chaque point en détails.
Cependant, certains aspects sont peu évoqués, mais détaillés un peu plus ici.

En paragraphe 2 je développerai l'installation récemment modifiée pour une commande numérique du panneau en poursuite du soleil, cette fois avec un ordinateur et en calculant seconde après seconde la position du soleil. (la commande analogique avait été réalisée il y a 27 ans ! Elle a rendu de bons services avec bien des anecdotes toutes plus "sucrées" les unes que les autres...)

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1 Considérations générales

Pas beaucoup de photos dans cette partie car c'est surtout théorique.

1.1 L'aspect écologique

1.1.1 L'énergie sur la planète et les rendements

Au niveau de la planète, il est évident que le nombre d'hommes étant en progression constante, et chacun étant consommateur d'énergie, l'énergie globale consommée est en progression. Les quantités sont variables suivant les pays et les degrés de développement.
Il faut bien considérer que quelque soit le type d'énergie, il y a toujours un rendement et une production de chaleur à un moment ou à un autre. Cette énergie est loin d'être négligeable et participe au réchauffement climatique. Je laisse le soin aux scientifiques de fixer les idées ou de me contredire éventuellement.
L'origine nucléaire, électrique ou fossile (fuel) pour produire de l'eau chaude sanitaire (ECS) génère en plus de l'objectif, le réchauffement de la planète par les rendements de la production électrique. (On laissera de côté l'aspect effet de serre par les GES)
Cela sans parler de l'eau chaude elle-même qui se refroidi après utilisation !

L'énergie solaire est propre par définition, et ne participe pas au réchauffement de la planète, puisque l'on prive les éléments cachés par les capteurs du rayonnement solaire. Le bilan énergétique de l'opération est donc transparent, y compris pour l'eau chauffée qui se refroidi et n'est qu'une conséquence temporisée du rayonnement.
Il semble que nos voisins d'Outre Rhin soient plus sensibles à l'ECS solaire que nous Français….

1.1.2 Les énergies pour le chauffage de l'eau sanitaire (ECS)

L'énergie électrique est certainement le plus mauvais procédé de production d'ECS, car le plus dramatique pour la planète. C'est la facilité même qui a été privilégiée !
Le principe de production d'ECS par le rayonnement solaire est la méthode la plus ancienne, la plus simple, la plus économique et écologique. Il n'y a pas de nouvelle création d'énergie parasite par ce procédé.
La conversion d'énergie est toujours une opération soumise aux lois de la physique, et est pratiquement toujours d'un rendement inférieur à 1.
La géothermie existe aussi et est une énergie propre, mais d'un emploi pas toujours à la portée du premier venu. Elle fait appel au principe physique des chaleurs latentes qui seul permet des rendements supérieurs à 1. C'est une bonne formule également, mais d'un coût beaucoup plus élevé.
Noter cependant que le compresseur utilisé consomme tout de même pas mal d'énergie électrique (environ 1/3 ce qui reste non négligeable).
Il reste enfin l'énergie thermique existante développée par le volcanisme. Il y en a peu en France ! Mais le principe est écologique et excellent.
J'aurai fait un tour d'horizon lorsque j'aurai dit 2 mots de la cogénérationdans une centrale d'énergie, qui consiste, à utiliser toute l'énergie produite, (particulièrement l'électricité en énergie primaire) et la chaleur résultante qui peut ainsi avoir différentes utilisations (Chauffage urbain en particulier). Dans cette application de cogénération une grande partie de la chaleur est récupérée utilement, mais il en reste un peu quand même qui s'échappe des circuits de récupération.

1.1.3 Les gaspillages d'ECS

Il n'est pas besoin d'être devin pour constater que les robinets mitigeurs ayant l'ECS restent presque toujours avec une bonne dose de position "chaud" qui ne sert bien souvent à rien et qu'à un pseudo confort.
Ce qui vient d'être dit ci-dessus doit vous rappeler que l'eau issue d'un chauffe-eau est toujours suspecte d'un point de vue de la qualité, et qu'il faut faire très attention à ne pas l'utiliser en boisson (pour l'homme).
Je combats en ce sens nos propres habitudes, et comme je ne sais pas le faire seul, j'ai également besoin des autres qui se motiveront sur ce sujet.

Ce qui me dérange le plus est certainement le "bruit de fond" distillé inutilement par les médias au niveau énergétique, car même si le "mode de veille" d'un petit appareil est consommateur d'énergie, cela est extrêmement faible face à 1 litre d'eau chaude produite à seulement 60°C.

Alors laissons à César ce qui lui appartient et mettons donc un jour des valeurs sur le coût d'un litre d'eau chaude UTILE. Allez Evelyne, Sébastien, Olivia et Catherine !
En effet on jette ainsi plusieurs litres d'eau froide et d'ECS pour obtenir quelques litres à la bonne température.

Je n'ai jamais fait de mesures précises mais en moyenne 3 à 4 litres d'eau sont perdus pour obtenir la bonne température. En effet le "bouchon d'eau chaude" non utilisé, restant dans le tuyau, entre le robinet et le chauffe-eau est perdu en termes de température s'il n'est pas repris tout de suite. (Même si la tuyauterie est isolée. l'isolation ne faisant que retarder !).
Oui je sais qu'il y a la recirculation qui existe, mais au final, les calories sont tout de même perdues, et je dirais même plus vite, puisque le delta de température est plus élevé.

1.2 Régions de France

Beaucoup de sites traitent de cet aspect, et je ne veux pas ajouter mon grain de sel sur ce sujet qui est bien développé par différents sites Internet spécifiques et par quelques fabricants de matériel solaire.
Toutes les régions de France ont intérêt à utiliser le soleilcomme source d'énergie calorifique pour l'ECS.
Il est vrai que le midi de la France est favorisé, mais le sujet reste incontestablement rentable pour toutes les régions, dans la mesure où la durée d'ensoleillement n'est pas affectée par des éléments naturels ou artificiels (brouillards, nuages, montagnes, immeubles, végétation…).
Les surfaces sont définies (seulement pour des capteurs fixes) en fonction des besoins en ECS et de la région.
J'ai lu sur un site qu'il fallait le double de surface à LILLE par rapport à MARSEILLE, cela doit être vrai ! Mais je livre l'info telle qu'elle, (mais ça reste rentable !…)

1.3 Surfaces captantesincidenc

1.3.1 Surfaces actives et apparentes

Ce cas est également expliqué dans les sites rencontrés, mais il me semble utile d'apporter des précisions chiffrées importantes.
La surface réelle d'exposition au soleil dépend de l'angle d'incidence des rayons solaires. La surface apparente est celle mesurée avec le mètre et définie par le constructeur, alors que la surface active est égale au produit de la surface apparente par le cosinus de l'angle d'incidence (dans les deux directions : hauteur et azimut).
Cela n'est pas dramatique pour les petites valeurs angulaires, ainsi 10° dans une orientation donnent un coefficient de 0.98 alors que sur les deux orientations on passe à 0.96 soit 4% de perte de surface.
A 45° de décalage dans les deux directions, on atteint un coefficient de 0.5. Ceci peut se traduire par une surface équivalente réduite de moitié ou une puissance réduite de moitié !

1.3.2 Puissance au M2

J'ai noté quelques divergences de valeurs dans les sites visités. Je pense qu'il faut partir sur une base moyenne de 700 W/M² (reçus au sol de la terre). Il ne faudra pas oublier que toutes les calories n'atteindront pas le chauffe-eau solaire…
Les pertes dans les tuyauteries du circuit primaire sont importantes et les emplacements panneau et cumulus sont à choisir avec discernement. (Voir mes articles sur les pyranomètres liens dans les paragraphes qui suivent)

Pour établir un parallèle entre solaire et électrique et mon cas, pour 2 mètres carrés nous aurons donc 1400 W solaires. Pour un chauffe-eau solaire de 150 L équipé d'une résistance, la puissance de cette dernière est de 1200 W. Les puissances sont comparables (bien qu'en secours électrique on ne chauffe que la moitié du volume soit 75 L)

Il faut aussi considérer que l'énergie reçue perpendiculairement au panneau n'est pas constante tout au long d'une journée.(en condition d'exposition idéales) En effet surtout le matin avec en plus les brumes matinales, et le soir, le soleil traverse une couche d'atmosphère beaucoup plus longue (obliquité) et donc les rayons sont moins énergétiques (c'est également vrai le matin).
(Dans le cas des installations fixes cela nécessite souvent d'orienter un peu plus le panneau vers l'Ouest pour emmagasiner le maximum d'énergie).

Tout cet ensemble de calculs s'il n'est mathématiquement pas trop compliqué, reste complexe dans son assimilation, car tous les paramètres évoluent tout au long des heures (été/hiver/solaire…) de la journée, du quantième des jours de l'année, des saisons et de la météorologie.
C'est pour cela qu'il y a lieu d'être très prudent pour déterminer une installation, car il n'est pas toujours évident de fonctionner en régime "optimum". (Celui-ci n'existe d'ailleurs pas pour des installations fixes!)

1.4 Implantation du capteur (d'énergie solaire)

1.4.1 Sur Toiture ou au Sol (ou terrasse)

Ma maison a été construite en 1973 et à l'époque j'y pensais déjà, mais les contraintes d'implantations, de coût et d'organisation intérieure ont fait que les 2 pans sont orientés Est/Ouest !
Il est donc nécessaire de penser au solaire dès la construction, et de faire aboutir une surface orientée réservée à l'usage de l'eau chaude solaire (Et peut être au photovoltaïque ?).
Dans ce type d'implantation en toiture, l'orientation en azimut et hauteur est "au mieux".
Suivant les régions et les implantations, des orientations légèrement différentes pourront être préconisées. Ira-t-on jusqu'à définir les orientations de la maison et la pente du toit pour adhérer au principe du meilleur rendement ? Pas certain…et pas toujours possible…!

Dans le cas des terrasses (en hauteur) ou des terrasses au sol, la liberté est plus grande, puisqu'il est beaucoup plus facile d'orienter au mieux les capteurs.

Il est un chapitre dont on parle peu, qui est le nettoyagede la paroi transparente des surfaces captantes. Certaines vitres sont maintenant auto-nettoyantes, mais ce n'est pas toujours le cas. Alors la seule méthode pour que le rendement du capteur soit optimum est de nettoyer régulièrement "la vitre". (Côté extérieur ! et intérieur ?)
A remarquer qu'il n'est pas toujours facile de nettoyer un capteur sur un toit…Alors c'est quand même pratique en terrasse….

1.4.2 Orientation fixe ou semi fixe

L'orientation des capteurs est qualifiée de fixe, lorsque ceux-ci sont sur un support tel qu'un toit où il n'est guère possible de modifier les inclinaisons.
Il peut y avoir des capteurs que l'on bouge légèrement suivant les saisons, (La hauteur maxi du soleil change, les limites d'azimut également), pour gagner en rendement en fonction des mois ou des semaines de l'année.
Cela n'est souvent possible que sur des installations accessibles à hauteur d'homme (terrasses aériennes ou au sol). Cela est cependant peu répandu car il y a un délicat problème de réglage mécanique pour plusieurs panneaux solidaires à résoudre, (ainsi que de tuyauteries mobiles).
Heureusement qu'il existe maintenant des flexibles "eau chaude" ! mais attention aux bulles d'air qui peuvent bloquer le passage de l'eau…
Dans ce chapitre, il y a lieu d'indiquer que les moments où les variations sont les plus importantes sont aux équinoxes de printemps et d'automne. C'est donc à ces moments que l'orientation doit être faite le plus souvent.

1.4.3 Poursuite du soleil

Il restait une dernière possibilité lorsque les conditions de toiture sont défavorables, qui est d'installer un capteur en terrasse au sol et de le faire se déplacer avec le soleil. (Ceci n'est pas réalisable en toiture).

La prise au vent devra être réalisée sérieusement car pour une surface de 2 M2, les forces induites peuvent atteindre sur vent fort plusieurs centaines de Kg en valeurs impulsionnelles.

Ce cas sera celui décrit dans les chapitres qui suivent.

Pourquoi poursuivre le soleil ? Simplement parce que c'est la façon la plus simple d'obtenir une surface active égale à la surface apparente tout au long de la journée et des jours de l'année.
Ainsi lorsque les considérations sont telles qu'il n'y a de possibilités que pour une surface réduite, il reste cette solution de travailler en poursuite.
Cette solution est peu répandue pour l'instant …! C'est le sujet qui sera développé et qui fonctionne tout à fait correctement ! Mais c'est à cause de contraintes d'emplacement que je suis allé dans cette voie.
On a par ce procédé, l'avantage d'avoir toujours le maximum d'énergie reçue.

Une information à ceux qui souhaitent traiter le problème par poursuite analogique, je l'ai réalisé ainsi avec les cellules optiques et j'ai eu beaucoup d'ennuis divers et souvent des positionnements erratiques dus à des saletés sur les cellules, aux araignées, aux oiseaux  qui adorent se percher et s'oublier justement sur les différentes cellules…
A ce jour avec les progrès des µ, il est impératif de partir sur un calcul de position avec les équations solaires.
(Je suis actuellement en cours d'apprentissage des PIC, mais, en premier abord cela parait un peu juste en taille, mais surtout en fonction mathématiques. Seules les versions BASIC permettraient ces calculs, mais la taille mémoire pourrait s'avérer un peu juste...)

1.4.4 La météo

Elle intervient à un point important, capable de mettre à zéro toute production d'eau chaude.
Dans la partie météo, il faut écarter la température ambiante qui joue cependant un peu, par les pertes thermiques directes et de tuyauterie. Elle est pratiquement toujours le reflet de la saison et c'est la saison qui pilote avant tout le rayonnement.
Les nuages (Avec ou sans pluie) sont le premier obstacle au rayonnement solaire. Viennent parfois les brumes qui se lèvent tardivement. Ces éléments sont extrêmement importants dans les bilans énergétiques. Il y aussi les nébulosités causées par la pollution ou la vapeur d'eau.
Il y aura donc nécessité de compenser par un quelconque procédé ces absences de rayonnement.

Dans le cadre météo, il faut dire un mot sur le gel de l'eau primaire. Personnellement j'évite l'anti-gel type éthylène glycol, car c'est un poison alimentaire et si l'étanchéité des circuits du ballon n'est pas vérifiée périodiquement, il peut y avoir infiltration dans le réseau interne de la maison.

1.5 Les aides financières

Il y a de cela 29 années, lorsque je me suis intéressé réellement au SOLAIRE, il n'y avait pas d'aides et le Kilowattheure ne coûtait pas très cher. A tel point qu'EDF tentait de rentabiliser ses centrales nucléaires crées à cause du premier choc pétrolier de 1974, en incitant au chauffage électrique…
Je l'ai malheureusement fait, mais j'ai rebasculé plus tard sur le fuel puis en complément avec le bois.

Je ne regrette pas cependant, car la maison est isolée d'origine "chauffage électrique" !

L'ECS SOLAIRE est ma dernière application d'économies d'énergie. Je n'irai pas plus loin car l'habitation, âgée de 37 années, ne permet pas de le faire. (Je pense au chauffage par géothermie)

Aujourd'hui je déplore que l'on encourage seulement les installations réalisées par les professionnels (qui ne sont pas toujours "pro"), alors que des particuliers motivés peuvent très bien réaliser des systèmes, qui, s'ils ne sont pas toujours parfaits, ont le mérite d'exister et de réduire les consommations énergétiques.

Alors aidons ces particuliers qui n'ont pas les moyens de se payer un artisan. Ils participent malgré tout à réduire la facture énergétique ECS. (Peut être parfois un peu moins ?)
On vient d'obliger les propriétaires qui vendent à faire un bilan thermique de leur habitation…Les Bureaux d'Études (BE) se frottent les mains, mais cela n'est qu'un CONSTAT et rien n'oblige à une opération corrective !

Pourquoi donc ne pas subventionner un peu les particuliers qui décident de se lancer seuls dans l'action (sur justificatifs de factures bien entendu)
(Pour ma part je n'ai rien à gagner car tout est déjà réalisé et payé…!)

1.6 Positions relatives du panneau et du chauffe-eau

Suivant le principe du thermosiphon, il suffirait que le panneau soit situé en contrebas du chauffe-eau pour ne pas avoir à utiliser de pompe. Ce cas reste par essence même assez rare du fait que beaucoup de panneaux sont en toiture, et que les chauffe eau sont très souvent en sous-sol à cause du gel lors d'absences éventuelles durant l'hiver.
Si l'on a la chance d'avoir une telle configuration c'est merveilleux car on économise une pompe ainsi que l'énergie correspondante.
Ce cas peut être fréquent en zone de montagne où les panneaux peuvent être placé en contrebas de l'habitation, mais attention à la distance et aux pertes...

1.7 Double échangeur ou résistance ?

Le problème est essentiellement une question de secours en cas de mauvais temps (pas d'eau chaude). Suivant votre choix d'énergie vous choisirez un deuxième serpentin échangeur de chaleur et/ou une résistance électrique.
Personnellement, en maison individuelle, il me semble utile d'avoir un double échangeur et une résistance électrique de secours.

1.8 Régulation différentielle/ inertie thermique

La régulation différentielle est un point important dans le rendement global d'une installation solaire. La régulation différentielle a pour rôle de faire circuler l'eau du circuit primaire pour communiquer les calories au ballon d'eau chaude. "Différentielle", car la température du ballon va monter progressivement avec l'énergie récupérée, mais il ne faut surtout pas, qu'en cas de brusque arrêt de l'ensoleillement (nuages), les échanges thermiques se fassent à l'inverse, du ballon vers le panneau.
C'est son rôle majeur qui est d'éviter l'inversion des échanges thermiques.
En rôle annexe, elle a, de part sa structure une temporisation à la mise en marche qui sera sensiblement plus longue que celle de mise à l'arrêt. Ceci permet entre autre de régler la constante de temps thermique de l'installation (volume total d'eau dans les circuits et pertes le long des tuyauteries).
Son rôle est ainsi voisin de celui d'une régulation PID.
Noter au passage les débits de fluide primaire habituellement préconisés 40 L/h/m2

Remarquer l'intérêt de mettre un compteur d'eau (sur le retour chauffe-eau) pour connaître les vitesses de circulation du fluide et pouvoir ainsi régler celle-ci suivant les prescriptions des constructeurs d'échangeurs de température.
N'oubliez pas également le clapet(et son by-pass -pour la vidange du circuit-) qui est nécessaire en complément de la pompe arrêtée, car autrement ce serait le ballon qui chaufferait le panneau…Pensez également au ballon de dilation du circuit primaire et aux accessoires…!
C'est sur le réglage de la régulation que l'on va procéder à l'arrêt de pompe lorsque non seulement le bilan énergétique est voisin de zéro, mais plus précisément avant, pour éviter de consommer de l'énergie, principalement pour la pompe qui est un poste énergétique (relatif) non négligeable.

1.9 Les contraintes énergétiques des auxiliaires

Par auxiliaires, il faut entendre les équipements auxiliaires fonctionnant le plus souvent sur la base d'énergie électrique. (Régulation différentielle, pompe, ordinateur, moteurs, etc…)
Ces équipements ne doivent pas prendre une proportion élevée vu les surfaces de capteurs. Faire le ratio en puissance = total Puissance auxiliaires / total surface panneau en M2 * 700.
5 % dans ce type d'application devraient être une valeur guide maximale pour une petite installation.

1.10 Le retour d'expérience de plus de 27 ans et les matériels actuels

Un peu pionnier à l'époque, depuis, les matériels ont évolué. J'ai toujours mon vieux panneau LEMERCIER de 2 mètres carrés en terrasse, associé à un chauffe-eau solaire de 150 litres avec résistance de 1200 W
Tout se fatigue un peu : la canne de mesure de température du ballon s'est mise à fuir, mais c'est réparé. Le panneau a déjà gelé 2 fois, et là aussi il a été réparé.
Le plus délicat est certainement sur les raccordements souples rendus nécessaires par la rotation du panneau.
Ça a "pété" très souvent et c'est aussi pour cela qu'il n'y avait pas d'antigel…

En réalité à ce jour en 2010, le chauffe eau solaire à rendu l'âme et j'ai du installer un 200 Litres, puis la pompe a dû être changée aussi, car grillée...

Aujourd'hui tout est plus sophistiqué : verres spéciaux haute transparence et films divers pour concentrer la chaleur, isolation renforcée, auto-nettoyage…etc. Les centrales de régulation ont groupé pompe,  régulation différentielle, ballon d'expansion et soupape de sécurité.
Les panneaux sont maintenant en aluminium pour éviter la corrosion, le mien était fait d'une coque polyester type canoë kayak, mis à part les inserts de fixation qui sont rouillés, ça fonctionne toujours avec le bémol des raccords par olive qui sont de mauvais raccords  (sur cuivre / laiton) que j'ai remplacé par des raccords laiton à souder côté panneau et filetés 20x27 de l'autre.
On voit aussi des panneaux sur le principe des chaleurs latentes, mais je n'ai aucun chiffre les concernant...

J'ai envie de dire que sur le fond, rien n'a réellement changé, les principes sont assez stables, les matériels d'aujourd'hui sont juste un peu plus sophistiqués, certainement un peu plus cher qu'il y a 25 ans, et cette fois non réparables hélas !...

Pour rejoindre mes propos précédents, il vaut peut-être mieux faire soi-même avec passion que de recevoir un équipement clef en main sans savoir réellement comment il fonctionne.

Si vous voulez faire de la poursuite du soleil : une seule solution viable : le numérique (à voir dans la description qui suit)
Une autre information importante pour l'électronique embarquée comme c'était le cas avec la poursuite analogique, c'est trop compliqué pour un particulier à maintenir dans un état de fonctionnement correct, il faut déporter tout ce qui est électronique au sec et à l'abri du soleil et de la pluie.

Les capteurs logiques de position sont tous très délicats et en général peu fiables (en extérieur).

2 L'installation complète en poursuite

2.1 Le panneau solaireFig_P6

Il a peu changé depuis son installation initiale. (Fig_P6) Il est donc libre sur deux directions : en Azimut soit rotation Est/Ouest et en Hauteursoit montée/descente. Il est articulé sur roulements à billes pour la partie hauteur et sur une ancienne fusée de traction Citroën pour la partie azimut. (Avec roulements aussi)
Pour l'Azimut la couronne dentée est couplée avec le pignon de démarreur monté sur un double réducteur, le dernier commandé par un petit moteur à aimant permanent de 24 V, consommant environ 120 mA. (Fig_P3)
Pour la Hauteur, c'est une couronne dentée de 4L avec pignon idoine, même double réducteur et même moteur 24 V. (Fig_P1 & Fig_P5)
Les vitesses moyennes angulaires sont très faibles et de l'ordre de 2 à 3 secondes par degré.

Pour l'anecdote, un jour, tout au début de l'installation analogique, suite à un incident du aux araignées, le panneau avait enroulé les câbles signaux, les tuyaux chaud et froid et l'ensemble a pu s'arrêter par rupture du câble secteur !

Des fins de course micro-switch ont été installés suite à cet incident, et pour doubler la sécurité, les dents inutiles des couronnes dentées ont été meulées.
Chaque fin de course est équipé en parallèle d'une diode permettant le passage du courant continu dans l'autre sens. Ce dispositif simple donne totale satisfaction et plus rien de fâcheux de Fig_P3Fig_P2ce type ne s'est plus reproduit. (Fig_P2, Fig_P3, Fig_P4, Fig_P5)
Une rampe circulaire avec frein électromécanique existait à cette époque pour palier les éventuels coups de vent. Ce dispositif reste seulement sur la position de repli en "super sécurité". Il a été gardé seulement dans l'intérêt de limiter le jeu de débattement potentiel Est/Ouest en cas de fort coup de vent.

Le panneau possède une position de repli(Fig_P1) qu'il intègre toujours pour leFig_P4s nuits et en cas de vent fort. Cette position est faite pour lutter avec la tranche du panneau contre les vents dominants.
Cette position est d'environ 15° Est.
Noter au passage qu'il n'est pas rigoureusement vertical mais qu'il y a 7.5 degrés destinés à recevoir la pluie éventuelle pour entraîner par lavage toutes les poussières vers le bas. Deux capteurs logiques sont chargés de donner ces positions remarquables.

Ainsi qu'évoqué au chapitre 1, les raccords "eau solaire d'origine" ont été remplacés par de "vrais" raccord de plomberie ce qui a permis l'élimination de petites fuites très ennuyeuses car il fallait "serrer à mort" les raccords olive et "matraquer" ainsi le cuivreFig_P5 plus tendre que le laiton. (Pour explication, les tuyaux finissaient par tirer un peu sur ces raccords). C'est fini et c'est un soulagement.

100_1766Récemment j'ai installé un petit dispositif pour vérifier la bonne orientation. C'est un rond en plastique rigide transparent et dépoli qui reçoit l'ombre d'une petite rondelle située plus haut sur une tige. C'est un petit outil très pratique qui permet de surveiller de l'avant du panneau ou de l'arrière (par transparence).

En Fig_P5 on peut voir une boîte circulaire d'axe horizontal constituée d'un morceau de tuyau coupé en deux, ayant la bonne cote pour recevoir la cage extérieure du roulement.
Le capot rectangulaire situé à l'arrière contient le moteur de Hauteur (Fig_P6)

2.1.1 Capteurs électromécaniquesFig_P1

Le panneau est contrôlé dans ses positions extrêmes par différents types de capteurs.
Les plus habituels sont des capteurs électromécaniques type "switch" qui assurent en extérieur un service des plus correct. Ces switchs contrôlent les 4 butées extrêmes pour les deux orientations (Fig_P4, Fig_P2, Fig_P5)
Ces positions extrêmes sont encore sécurisées par l'absence de dents aux couronnes dentées au delà ( !)
Chaque switch est équipé d'une diode type F62 ou 1N4004 (600 V 2A standard) qui permet de rétablir le courant moteur dans le sens opposé ayant ouvert le circuit. Ce point est vraiment une excellente solution qui n'a jamais été prise en défaut.
Mais les switchs…! Ils sont de la marque Microswitch et sont de récupération. Lorsque je les ai utilisé j'ai pensé qu'il faudrait les changer tous les ans à cause de la corrosion des ressorts intérieurs…eh bien non : certains ont l'âge du capitaine. Les autres ont quand même étés changés lors des modifications analogique/numérique.!
Ces capteurs switchs sont tellement bons que j'en suis à penser qu'il serait certainement tout aussi bien de changer les autres capteurs logiques par ces modèles. Ce serait bien plus simple et encore moins cher (plus besoin d'interface).

N'oublions pas que tout cela est en extérieur dans une région semi montagneuse !
Les diodes F62 qui sont en parallèle sur le contact à ouverture sont rouillées (Fig_P2) mais fonctionnent parfaitement ! Incroyable !

2.1.2 Capteurs logiques et analogiques

Initialement tous les capteurs LOGIQUES étaient optiques…Je n'avais que ça sous la main et après les problèmes dus aux araignées, j'ai choisi les capteurs magnéto résistifs qui se comportent comme une résistance qui varie en fonction de la présence d'une masse de fer à proximité. La résistance à vide est d'environ 250 ohms et passe vers 500 ohms près d'une masse de ferraille.
Ces valeurs ne sont que des valeurs moyennes, car il y a une forte dispersion des caractéristiques entre différents capteurs.
Il faut donc amplifier sérieusement et régler individuellement les capteurs, qui bien que de rapport 1 à 2, sont dans des valeurs ohmiques très faibles engendrant des courants importants, si on traite en direct le delta U. (destruction quasi garantie)
Depuis leur installation, j'ai constaté qu'ils sont un peu sensibles à la température, mais ont l'air d'être suffisamment étanches. Je n'ai qu'une confiance limitée cependant, car il y en a un qui a déjà rendu l'âme.
C'est pourquoi je pense que les switchs sont dans l'état actuel des choses les meilleurs capteurs dans cette utilisation.

Ces capteurs logiques donnent les informations logiques suivantes :
Position médiane E/O.
Position Basse (Hauteur)
Tops de roue dentée E/O
Tops de roue dentée Haut/bas.

Un Capteur ANALOGIQUE est utilisé pour mesurer la température de sortie de capteur (de même que la température de l'eau du chauffe-eau) qui est nécessaire à la régulation différentielle. Ce capteur est une simple diode Silicium des plus courante type DGA5 ou 1N4148 (Fig_P6)
Pour l'instant les capteurs vent et pluie ne sont pas encore intégrés.

2.1.3 La connectique et la protection contre les intempéries

Curieusement, je n'ai pas été réellement embêté par l'eau lors des intempéries, mais j'en avais eu assez peur, lors de la version analogique initiale. J'avais surestimé également les problèmes dus aux longueurs des liaisons, ce qui m'avait pratiquement obligé à faire de "l'embarqué".
A ce jour un connecteur type DB25à contacts dorés me donne entière satisfaction. Il a été emmailloté dans un boîtier "vert" pour tondeuses (Fig_P3). Ce connecteur véhicule les  liaisons avec les deux moteurs (2 x 120 mA) et les 4 capteurs logiques.
Je n'ai pas blindé les liaisons capteurs mais il serait utile de la faire, car il y a dans quelques circonstances des perturbations sur les tops E/O ou H/B.
Vu cela, les tops ne sont pas utilisés pour contrôler la bonne position du panneau. Le problème a été résolu par le programme.
En revanche pas de problème sur les capteurs logiques de Hauteur position Basse et Est/ouest position Médiane (repli panneau)

2.2 Le Coffret d'interface

2.2.1 La fonction alimentation puissance moteurs et panel000_0118

Cette fonction est assurée par un transformateur à 2 enroulements secondaires. Le premier circuit de 14.4 V est redressé filtré  puis régulé par un régulateur intégré type 7812.
Cette alimentation est nécessaire aux amplificateurs opérationnels utilisés pour les capteurs logiques.
Des petits relais 12V ont également été utilisés pour raison de fiabilité (le précédent montage était équipé de transistors darlingtons de puissance montés en pont, mais qui a eu un problème de température…) pour assurer l'inversion des tensions d'alimentation des moteurs (inversion de rotation).
Là aussi, outre cette précédente raison, il est nécessaire de pouvoir "bouger" le panneau "manuellement" sans aucune électronique. Vu les courants en cause, pour la commande manuelle, le bouclage des circuits moteurs à la masse se réalise par un simple  interrupteur. (Indépendamment du sens)
Pour ne pas réinstaller de relais, en commande par l'ordinateur, c'est deux darlingtons de puissance TIP121 qui assurent le retour des circuits moteurs.
De même, c'est deux banals transistors 2N2222 qui assurent la commande des relais d'inversion de sens des moteurs en connexion avec l'ordinateur.
La puissance moteur est réalisée à partir du deuxième enroulement secondaire 22V du transformateur 220 V redressé et filtré et régulé par un régulateur intégré Type 7824.
(Ce n'est pas du luxe, car vu que les signaux de tops sont parfois perturbés, j'ai décidé de faire une commande du type x secondes par degré angulaire de mouvement. Pour obtenir une vitesse stable, il a été nécessaire de réguler cette tension !)
Le panneau de contrôle comporte un quadruple inverseur chargé de commuter les commandes de sens et d'ordre de marche, du panel vers l'ordinateur, ou réciproquement.
Deux interrupteurs de sens et marche arrêt complètent ce panel.

Un voyant 12 V témoigne de la mise sous tension de l'interface. Un voyant vert "Programme" témoigne de l'activité du processeur. Un voyant rouge témoigne d'erreur dans des séquences de calcul. Ces voyants permettent le contrôle du bon fonctionnement et d'arrêter totalement l'écran de contrôle et d'économiser ainsi 46 W !.

2.2.2 La fonction électronique capteurs et interface ordinateur

Il y a donc 4 capteursprincipaux sur le panneau. Sont également prévus un capteur de pluie, et de vent. Ces derniers ne sont pas encore connectés et pourraient bien se trouver sous forme de switch comme c'était déjà le cas dans l'ancienne version (pour le vent : une simple palette étalonnée en KM/h à partir d'un véhicule comme c'était le cas dans le panneau ancienne version…)
Pour la pluie, le problème est un peu différent, car les circuits imprimés en forme de "peigne" donnent satisfaction temporaire, car après avoir été brûlés par les UV, il deviennent poreux et la détection de pluie ne se fait plus très correctement. Dans l'instant rien n'est encore établi.
Un circuit imprimé vertical assure l'amplification de la faible variation de tension des capteurs magnétorésistifs. Un potentiomètre de réglage permet l'adaptation à chaque capteur. 12 amplificateurs ont été prévus, mais il y a de la sécurité ! La sortie de chaque amplificateur 0 à 12 V est ramenée de 0 à 5V pour être compatible avec l'interface parallèle CENTRONICS de l'ordinateur de type PC. Des interrupteurs CMOS 4016 ou 4066 assurent cette conversion.

L'interface ordinateur est celle existante sur tout ordinateur de type IBM PC d'époque ancienne, (Port LPT) car aujourd'hui cette interface parallèle n'existe même plus, car elle est jugée trop lente….Mais tellement pratique, car elle a beau être à la base une interface pour imprimante (sortie), elle est bidirectionnelle, et c'est grâce à cette particularité que l'on peut également contrôler (lire) l'état des capteurs de position panneau (Médian et Bas principalement)

2.3 La logique de commande

2.3.1 L'ordinateur000_0119

N'importe quel PC fait l'affaire. De préférence les plus vieux que l'on jette à la casse. Il n'est pas besoin de disque dur (réellement inutile)

Seul un (ou deux) lecteurs de disquettes sont nécessaires. Un ami m'a procuré un vieux EPSON PSE30 équipé d'un 8086 comme processeur. Je profite de le remercier ici encore.
L'alim à découpage est cependant tombée en panne. Alors en cours de recherche de panne sur l'alim, fausse manip et BOUM …avec le 220 V c'est toujours spectaculaire ! J'ai adapté une alim de récupération, et après avoir recrée le signal POWER READY qui n'existait pas, c'est reparti …
Il est évident qu'il est plus aisé de développer le programme sur une machine actuelle, mais c'est tout à fait réalisable sur la machine dédiée.
Seul petit problème, le BIOS de cette machine ne me permet pas de dérouler automatiquement l'"AUTOEXEC.BAT", car je dois à chaque mise sous tension rentrer date et heure…Tant pis !
Ce PC va donc gérer les 4 signaux de commande des moteurs et récupérer les informations des 4 capteurs principaux.
C'est un programme en TURBO-PASCAL 4 qui traite tout et dont le descriptif assez complet sera réalisé au prochain paragraphe.
Il y a juste assez de place sur une disquette 3.5" pour loger le minimum de commandes DOS Externe, et le programme PANOSOL9 actuel.

2.3.2 Le programme PANOSOL9000_0123

Ce programme est le cœur du système car tout est traité à ce niveau.
Au tout début de développement j'avais une bonne habitude de turbo Pascal 3.0, mais les fonctions mathématiques dont j'avais besoin n'existaient pas dans cette version. Alors j'ai du évoluer vers la version supérieure (4.0) qui est un peu différente. (Ne pas monter trop haut, car le processeur ne supporterait pas : 8086 !)
Il manquait cependant la fonction arccosinus que j'ai pu trouver sur Internet à partir de la fonction arcsinus qui existait en natif.
J'ai également eu besoin de quelques autres fonctions particulières propres aux calculs réellement astronomiques.
Bien que n'ai encore rien dit à ce sujet, l'ordinateur est donc chargé de calculer en permanence la hauteur et l'azimut du soleil pour le lieu. L'opération se fait plusieurs dizaines de fois par seconde à la vitesse du processeur. C'est le principe de base !

Le cahier des charges que je m'étais imposé était de ne plus intervenir manuellement pour que le panneau aille tout de suite pointer le soleil dès que possible, quelque soit le jour de l'année.

Le programme traite donc les éléments suivants, en les convertissant éventuellement sans l'aide d'aucune table.
Le programme est paramétré pour le lieu d'exploitation, par variables et constantes. Entre autre, l'heure de mise en marche et de coucher indépendantes des heures de lever et coucher du soleil mais toujours incluses dans la période de jour.

Les éléments de temps suivants sont des opérandes ou des résultats calculés dans le programme : La date du jour, heures-minutes-secondes, le quantième du jour de l'année, les dates des heures d'été et d'hiver, les heures solaires, le lever et le coucher du soleil, les années bissextiles, jour de la semaine. Jour des 4 solstices, année mois jour heure minutes secondes au format EXCEL et la même chose en partant d'une année zéro.

Dans une première approche je pensais utiliser les tops issus des capteurs placés en face des couronnes de démarreur. La fiabilité due à X problèmes s'est avérée mauvaise.
J'ai donc pris le pari d'arriver au même résultat en prenant le postulat que la vitesse angulaire de rotation des axes du panneau était constante. La correction du temps de démarrage moteur sera un coefficient qui sera à évaluer.
(Dans la première approche il y avait apprentissage des performances moteur sur un écart de 3 dents dans une direction comme dans l'autre, tous les jours).

Le calcul permanent de la position du soleil est donc comparé à la position précédente du panneau. Lorsqu'il y a dépassement de la valeur angulaire définie, il y a mise en marche du moteur correspondant et arrêt dès que l'on a atteint la dernière valeur calculée. Cette nouvelle valeur devient alors la valeur précédente… et ainsi de suite.
Dans la réalité la plus exacte, les angles sont directement convertis en temps puisque c'est le postulat redéfini.
Il a donc été nécessaire de ne pas descendre trop bas en valeur de temps, pour que le temps de démarrage moteur reste petit devant le temps total. (Entre 7 et 9 secondes)

Une correction de vitesse est à appliquer pour chaque moteur, pour ajuster au mieux la précision. Plusieurs phénomènes viennent perturber ce fonctionnement théoriquement simple. En effet la mécanique est loin d'être parfaite, et les jeux des pignons sont importants. Les moteurs peinent plus l'hiver
Il a donc été nécessaire de caler les mouvements toujours à partir du même sens de rotation. Ceci se réalise à chaque jour au "lever" du panneau. Cela se réalise également au repli du panneau. Noter qu'au repli du panneau, la rotation E/O est toujours commandée la première pour pouvoir lutter le plus vite possible contre les vents dominants. (En cas de vent fort, le repli est immédiatement commandé).

Du fait de la rampede guidage située à l'Ouest, le moteur peinait un peu plus de ce côté et la vitesse était un peu plus faible (ce n'est plus le cas maintenant). On réinitialise donc la position du panneau lorsque le calcul donne comme valeur la position de repli du panneau.
Il y a également des corrections soft de la mécanique pour la fonction Hauteur du panneau, car la vitesse en montée est plus rapide qu'à la descente à cause d'un défaut de centre de gravité sur l'axe horizontal. Pas facile de jouer au millimètre sur 2 mètres de long !
On comprend donc que le programme corrige les défauts de la mécanique. Le positionnement reste cependant précis aux alentours de 5° maxi. Ceci est suffisant puisqu'au pire un écart de 10° donne dans les deux orientations donne seulement 0.96 de réduction de surface active (voir § 1.3.2)

Outre ces éléments, il est prévu d'éteindre l'écran qui ne sert à rien en fonctionnement habituel. Il ne sert en effet qu'en mise au point et en vérification. (Fig_P9). Sa consommation en énergie est importante et il est normalement éteint. Pour s'assurer du bon déroulement du programme, une LED verte clignote à un rythme rapide de jour. Le clignotement est programmé en séquence dans la boucle de calcul, et témoigne donc de l'activité du processeur.
De nuit, ce clignotement est ralenti pour différentier le jour et la nuit, mais le micro est normalement mis hors tension par le programmateur.

Le changement d'heure d'été/hiver se réalise suivant les directives officielles à 2 heures du matin et l'horloge PC est ainsi corrigée.

Il est évidemment possible de lancer l'application à n'importe quel moment de la journée, le panneau va directement au point calculé.

Par désir de simplification de programmation, et d'économie d'alimentation de puissance, les mouvements Hauteur et Azimut ne se réalisent pas en simultané mais toujours séparément. Vu les très lentes variations du soleil, ce n'est pas du tout un problème.
Un point de détail à remarquer dans l'optique des corrections soft, est que le panneau, une fois lancé va toujours dans le même sens en Azimut mais parcours la montée ET la descente pour la Hauteur

Dernier élément, des limites angulaires incluses dans le programme, stoppent logiquement toute commande avant d'arriver sur les switchs. (Il y a 4 limites bien évidemment).

Le programme source compte environ 1100 lignes de codes et se développe en mémoire avec 29 Ko (en .EXE).

L'ordinateur peut rester toute l'année en fonctionnement sans intervention, mais par précaution et économie, je l'arrête la nuit par un programmateur. Comme il ne redémarre pas tout seul, je suis obligé de le relancer chaque matin, mais ça ne me dérange pas.
Un fichier AUTOEXEC.BAT lance automatiquement le programme, un fois la date et l'heure légale rentrée au boot.

3 Le chauffe-eau solaire (cumulus)

C'était un modèle de 150 litres très ancien avec serpentin solaire en partie basse et résistance supérieure pour obtenir 75 litres d'eau chaude (En cas d'absence de soleil). 100_1764Il a rendu l'âme en 2009 et a été remplacé par un modèle de 200 litres(Il n'ya plus de 150 litres !)

La configuration est tout à fait habituelle d'un chauffe-eau côté ECS. Côté solaire, il y a pompe, ballon de dilatation, clapetanti-retour (avec by-pass pour pouvoir tout vidanger) et également la vidange du circuit et son remplissage à partir du réseau sans oublier le "Prescomano" et son manomètre  (Fig_1764)
Aujourd'hui la législation impose au moins un clapet pour le remplissage de l'eau primaire (Et même un disconnecteur ?) Pour ma part 2 robinets série, en absence d'antigel sont suffisants. Je recommande au moins un clapet si on fonctionne avec antigel. Un petit disconnecteuravec vidange à l'égout serait assez sécurisant et à ce jour même obligatoire. (Ceci pour palier tout retour d'eau glycolée dans le réseau interne de l'habitation).

Il y a un doigt de gant (canne de mesure) pour la température interne de l'eau du cumulus. C'est cette deuxième valeur de température qui va permettre à la régulation différentielle de fonctionner.
La diode de mesure de température est identique à celle du panneau solaire. Elle sera fixée au bout d'une tige de plastique jusqu'au fond du doigt de gant puis retirée de quelques millimètres pour être isolée de la masse du chauffe-eau.

4 La régulation différentielle100_1765

Elle a été développée il y a 27 ans à partir d'amplificateurs opérationnels LM324 .
La partie mesure de température est issue d'un schéma Elektor publié en Mars 1979. Le reste du schéma est original. Bien que l'ensemble paraisse compliqué par le nombre d'éléments, il n'y a pas de réelles difficultés.

Les capteurs de mesure sont donc des diodes silicium tout ce qu'il y a de plus commun type 1N4148 par exemple, mais toute diode convient dans la mesure où il faut essayer de limiter son inertie thermique, et qu'elle a donc intérêt à avoir de petites dimensions.
La régulation différentielle est donc partiellement analogique, mais la commande de pompe reste en circuits logiques CMOS classique 4011.

Elle donne totale satisfaction par sa stabilité dans le temps et sa simplicité.
Cependant son âge canonique la rend obsolète et je vais bientôt en étudier une nouvelle, suite aux mesures que j'ai réalisées cette année 2010 avec mon datalogger. Si vous êtes intéressés par ce qui se passe réellement au niveau thermique, ne manquez pas de lire cet article récent sur les mesures en solaire thermique. J'ai moi-même été très surpris des résultats !

reguldif1(clic sur l'un des 3 schémas pour agrandissement en fenêtre séparée)

On remarque sur le schéma les deux blocs  de mesure de température, au centre le circuit qui fait la différence des deux températures, et en sortie les deux détecteurs de seuil, réglables en termes d'écart en degrés. Puis les circuits avec condensateurs qui permettent les temporisations de retard à la mise "EN" et "HORS" service de la pompe.

Enfin le circuit CMOS 4011 qui active le transistor de commande du relais.
Pour minimiser l'énergie consommée par le relais, un contact "économiseur" est utilisé. L'autre contact commande évidemment la pompe.

reguldif3
Une partie de circuit non utilisé présente un intérêt certain : C'est celui de "l'antigel". Par la détection du zéro degré, il serait possible, pour éviter la casse de réchauffer le panneau en cas d'oubli ! Un voyant témoigne de cela.
Ce circuit qui ne devrait pas être utilisé ainsi reste cependant utile pour signalerpar un buzzer quelconque ou un relais, le gel. (Il avait été prévu à l'origine pour un système de vidange automatique en cas de gel).

Les réglages sont prévus avec seulement un contrôleur universel. En sortie du bloc de mesure de température, un strap envoie normalement le signal au soustracteur. Le réglage des temporisations et des seuils s'effectue avec les potentiomètres de réglage (à la place des signaux de température, le strap est déplacé côté potentiomètre).

Des temporisations à l'enclenchement, réglables de 20 secondes à 3 minutes sont possibles. La remise en fonctionnement en moins de temps que le délai n'est pas possible (pas de retrig) 
De même les temporisations à la coupure vont de 0 à 5 secondes. (Il ne faut surtout pas perdre les calories emmagasinées).

Les circuits au niveau des diodes sont alimentés reguldif2par une tension de 7.1 V très stable issue d'un régulateur de tension LM723 qui en plus de cette tension de référence régule le 15 V général qui alimente les LM324 et le 4011

Pour une question de disponibilité et de séparation des tensions, le relais est alimenté en 24V. Je ne pense pas que cela soit réellement nécessaire, cela simplifierait un peu l'alimentation.
(Reguldif1).

Dès l'origine, un compteur horaire électromécanique a été installé. Il rend compte du nombre d'heures de soleil qui ont été effectuées (pompe en marche). Si l'on veut parfaire le système, il faut encore ajouter un compteur du nombre de démarrage de la pompe. (Je ne l'ai pas fait !)

Dans ce même ordre d'idées vous pourrez également consulter deux nouveaux articles consacrés à un pyranomètre type thermique, ainsi qu'à un deuxième modèle sur la base d'une photodiode. Ce n'est pas pour la technique pure qu'il y a intérêt à lire ces articles, mais pour l'allure générale de l'énergie solaire que l'on peut récupérer...

5 La Critique et les erreurs

Les principales erreurs sont dans la réalisation des moteurs réducteurs, et l'absence de réelle bonne solution pour la tuyauterie qui doit être mobile.
Le principe en lui-même est excellent, et rend le service, mais il a un coût d'achat et de maintenance, et si l'on peut se passer de cela c'est encore mieux !
Si, si, ...me faire plaisir c'est bien, mais je défends que le plus simple est encore le meilleur, c'est-à-dire un panneau solaire fixe, soit au sol soit sur le toit.
Mais quand on est coincé, on est bien content d'avoir cette solution qui présente l'intérêt de réduire la dépense en panneau, mais complique un peu.

Pour ma part, vu la configuration des lieux, je ne peux pas avoir le soleil réellement avant 10 heures le matin. Le soir, les arbres ont poussé en 27 ans, et le soleil se couche ainsi plus tôt…
Pensez également aux arbres des voisins qui sont parfois de véritables obstacles, (y compris pour les réceptions de la TNT..). Il y a toujours quelques cas comme cela pour pimenter un peu la vie de tous les jours, qui autrement serait tellement monotone...!
C'est globalement une bonne solution qui a le mérite de réduire sensiblement le coût d'achat de panneaux. Le coût est cependant augmenté par la motorisation et les calculs de position …!
Je reste cependant persuadé qu'en moyenne série, il est possible d'être moins cher que l'utilisation d'un nombre important de panneaux.

Peut-être que les nouveaux "PIC" qui sont très performants pourraient peut-être se charger de la commande à la place d'un PC ?...Je pense aujourd'hui que c'est possible, mais avec une petite réduction de précision. J'ai commencé l'étude des PIC et réalisé quelques projets à base de PIC, aussi je confirme que c'est vraisemblablement possible, y compris en assembleur et non en langage évolué !
L'avenir le dira !

6 La production d'eau chaude effective

Celle-ci peut fonctionner sans problèmes lorsqu'il y a du soleil, mais en cas d'absence de soleil c'est la "cata".
Alors pour éviter tout problème je ne fonctionne plus qu'en préchauffage solaire. Ainsi, habituellement si la température n'est pas suffisante, la chaudière fuel prend le relais. Cela se justifie quand même dans l'Est de la France, surtout vers les régions de petite montagne.

Je peux fixer les idées avec les chiffres de mise en route de la chaudière fuel pour 2007.
Ces chiffres qui sont relevés une fois par semaine portent du 14 MAI 2007 au 6 Août 2007 (Période avec en principe peu de chauffage).

La chaudière fuel a démarré 125 fois  en consommant 29.5 litres litres de fuel soit environ 20 Euros.
Il y a eu durant cette période (Beaucoup de temps exécrable) 428 heures de pompage solaire avec circulation du fluide caloporteur primaire, et une moyenne de 4.88 heures par jour.

(Je rappelle cependant que les tirages d'eau chaude modifient de façon très importante ces chiffres, et que les habitudes individuelles et le nombre de personnes du foyer entrent largement en ligne de compte)

Lorsqu'il sera précisé que ces consommations incluent aussi la presque totalité du chauffage, on peut, je pense être assez satisfait des résultats.

Mon regret :
C'est avant tout une grande "bidouille" qui n'est pas suffisamment fignolée comme je l'aurais souhaité, mais que d'études et de travail de mécanique (que je n'aime pas faire)...!. On ne peut pas tout faire non plus !
Et ce n'est pas encore terminé car la régulation solaire numérique est en cours et il restera ensuite le renouvellement de la poursuite avec un PIC pour une consommation auxiliaire réduite et permettre de se passer d'un autre PC en cas de panne ! (3 Pannes d'alimentations à découpage)

7 Retour d'informations

Cet article assez ancien est maintenant complété par deux autres articles. 

- À savoir une présentation des courbes d'une régulation traditionnelle avec deux capteurs de température (Un au point haut du panneau solaire et l'autre dans la cuve). Voir cet article.

- Ainsi que d'un deuxième article récent, d'Avril 2011 qui traite cette fois d'un régulation différentielle de nouvelle génération à base d'un PIC 16F et de 4 sondes de température avec vanne de régulation et qui présente également les courbes résultantes.
Je ne saurais trop vous recommander la lecture de ce nouvel article qui expose encore mieux sur la base des courbes, les différents phénomènes, associés au rayonnement solaire  par le biais d'un pyranomètre.  Voir cet article.

 

 

(retour début article)

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