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

Abstract

L'objectif principal de la présente étude est de comparer les performances énergétiques et exergétiques du capteur solaire à air pour deux types d'absorbeurs solaires: absorbeur plat avec le même absorbeur équipé de formes trapézoïdales. Ces deux types étudiés, sont espacés du vitrage à différents écarts pour un débit d'air massique et un rayonnement constants. Les expériences ont été menées dans les mêmes conditions environnementales avec les mêmes matériaux. Les résultats ont montré que l'absorbeur trapézoïdal était plus performant que l'absorbeur plat en termes d'efficacité thermique. Cependant, l’écart de 12 cm entre l'absorbeur trapézoïdal et le vitrage a enregistré une efficacité thermique maximale de 61%, tandis que l’écart de 6 cm entre l'absorbeur plat et le vitrage a enregistré une efficacité maximale de 59%. L'efficacité exergétique de l'absorbeur trapézoïdal était significativement supérieure à celle de l'absorbeur plat, atteignant 43% via seulement 25% pour l'absorbeur plat selon les écarts cités précédemment. L'étude a également révélé que la forme trapézoïdale augmente d’une part la surface d’échange permettant une plus grande absorption du rayonnement solaire ; et induit d’autre part, une turbulence de l'air dans le champ d'écoulement, ce qui améliore les performances exergétiques du capteur solaire. Ces résultats pourraient fournir des informations précieuses pour la conception et l'optimisation des capteurs solaires afin d'améliorer leurs performances thermiques et exergétiques.