Cette présence d’eau augmente la transmission de 97.6-96=1.6% absolus en incidence normale ; cette augmentation de transmission est croissante avec l’angle i1 jusqu’à 80°.
La figure 32 montre les pourcentages de gain absolus sur la transmission et ceux de diminution absolus sur la réflexion.
Il s’agit de 2 courbes symétriques de valeur typique 2%, partant de 1,6% en incidence normale et atteignant 4% à 80° d’incidence.
On retiendra donc que l’écoulement d’eau de la présente invention augmente la performance des panneaux :
1)
prioritairement par le refroidissement dans des proportions de 0 à 40% selon la température/ensoleillement
2)
secondairement par un effet optique de couche antireflet, constamment renouvelée, indépendante de la longueur d’onde, dans une proportion de 2%.
3.g) Extraction d’énergie thermique
L’extraction d’énergie thermique est possible avec le dispositif(OPALE), mais au détriment de la production photovoltaïque. Néanmoins, il suffira de monter la température de bascule du relais thermostatique(TST), par exemple à 70°C. Ceci aura pour conséquence de laisser chauffer les panneaux jusqu’à 70°C, voire plus, et d’envoyer les filets de fluide(FIL2) sur le champ photovoltaïque ainsi surchauffé. Dès que le panneau a été refroidi à 60°C, le pompage s’arrête et un fluide de température voisine a été stocké dans l’un des réservoirs (REP,RLS,REC).
De plus, l’extraction thermique peut-être augmentée notablement par une serre amovible(SAM) qui est optionnellement présente sur tous les types d’OPALE (sur toiture en fig. 1, modulaire décentralisée en fig. 2, modulaire centralisée en fig. 3).
Cette serre amovible(SAM) augmente les performances thermiques d’OPALE en couvrant le champ photovoltaïque(CPV) particulièrement en période hivernale où l’apport thermique est prioritaire(climat froid) par rapport à la production électrique qui y est plus faible(jours courts). Tel qu’illustré à la figure 7 pour une installation en toiture vue en coupe, la serre amovible pourra se prolonger jusqu’au chéneau au-delà du champ photovoltaïque(CPV) de manière à étendre la surface de capteur thermique aux tuiles(TUI) et au chéneaux collecteurs(CHN). En période hivernale, les conduites de retour(RET) pourront être calorifugées.
Au contraire, en période estivale, la serre amovible(SAM) sera de préférence retirée puisque les besoins en chaleur sont quasi nuls (climat chaud) et que la production photovoltaïque y est optimale (jours longs). On découvrira donc le champ photovoltaïque(CPV), et les chéneaux(CHN), les tuiles(TUI) de couverture et les conduites de retour(RET) seront placés à l’air libre, en ventilation naturelle.
Les conduites ascendantes(ASC1,ASC2) et les rampes d’arrosage(RA1,RA2,RA3) pourront être séparées en 2 circuits, l’un(RA1,RA2) produisant un écoulement sous la serre spécifiquement destiné à l’extraction thermique, et l’autre(RA3) produisant ponctuellement un écoulement sur la serre spécifiquement destiné au nettoyage/déneigement de la serre amovible(SAM).
A l’aide d’un plan d’écoulement amovible(PEA), placé en bas de la serre amovible(SAM) et en appui sur le chéneau(CHN), on peut au choix :
1) en mettant le plan d’écoulement amovible(PEA) : perdre les filets d’eau de déneigement/nettoyage(FIL1) pour empêcher le retour vers le réservoir d’eau chauffé(REC) et ainsi produire plus d’eau chaude sanitaire(ECS) et propre.
2) en le retirant, garder l’eau de nettoyage/déneigement.
Pour des installations photovoltaïques en zone désertique ou ventée, cette serre amovible(SAM) peut aussi devenir permanente pour ne pas salir ou perdre le précieux fluide par évaporation ou emport par le vent. Tel qu’illustré à la figure 3, par exemple en zone désertique où l’eau est rare, mais la chaleur intense, on peut refroidir intensément les champs photovoltaïques(CPV) par un circuit de fluide(EP,EC,LS) complètement fermé, emprisonné par la serre(SAM) lors de son ruissellement sur les champs photovoltaïqued(CPV). Dans ce cas, les liquides(EP,EC,LS) doivent être refroidis à leur retour par conduction ou convection thermiques, naturelles ou forcées de manière immédiate(diurne) ou différée(nocturne), avant de retourner dans les rampes(RA,RA1,RA2,RA3). Ainsi, le refroidissement diurne des fluides(EP,EC,LS) se fait sous le sol(SOL) avant de le propulser à nouveau dans les rampes d’arrosage(RA,RA1,RA2) et un refroidissement nocturne complémentaire est possible en surface à la fraîcheur de la nuit.
De préférence pour éviter l’encrassement du circuit, l’écoulement se fait dans un serpentin(SER) placé après le filtrage de retour intégré(FRI) et avant le filtrage de départ intégré(FDI). Dans cette configuration, l’écoulement des liquides (EP,EC,LS) est isolé des salissures extérieures par la serre(SAM). Cette configuration est valable aussi pour des installations en toiture, ou modulaires décentralisées, telles qu’illustrées respectivement aux figures 1 et 2.
Dans tous les cas, comparativement à l’absence de refroidissement, le gain de puissance photovoltaïque peut dépasser 40% durant toute l’année en abaissant la température du panneau de 100°C à 20°C, en particulier pour des installations avec pointage permanent du soleil.
Dans les déserts et en comparaison avec des zones plus tempérées et moins ensoleillées, OPALE apporte un surcroît de production encore supérieur.
FIN DE LA PUBLICATION
Demande de Brevet OPALE déposée à l'INPI le 24 avril 2011
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