Calcul Du Rayonnement Solaire Global Sur Une Surface Inclinee [PDF]

Zitiervorschau

TPE Transferts Radiatifs CALCUL DE L'ECLAIREMENT SOLAIRE GLOBAL

Mouna Ben Ahmed 2018/2019

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CALCUL DE L'ECLAIREMENT SOLAIRE GLOBAL : 1. Description et présentation des équations du modèle ASHRAE Clear-Sky Model sur une surface inclinée : Le rayonnement solaire global horaire sur une surface inclinée est noté (Iβ) . Il est trouvé à partir de la sommation de 3 composants: le rayonnement du faisceau (Ibβ), le rayonnement réfléchi (Ir) et le rayonnement diffus (Idβ) Iβ = Idβ + Ibβ + Ir β correspond à l'angle d'inclinaison de la surface

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calcul de Ir :

Ir = IH ρ ( 1 − cos β)/2

avec IH est le rayonnement solaire global horaire sur une surface horizontale Calcul de IH:

IH= Ib + Id

Ib est le rayonnement solaire direct sur une surface horizontale Id est le rayonnement solaire diffus sur une surface horizontale  Ib=Ibɴ cos θz avec : Ibɴ= A exp(-B/ cos θz) est le rayonnement normal du faisceau solaire sur des surfaces horizontales, θz est l'angle zénithal : c' est l'angle entre le zénith et le centre du disque du Soleil. cos θz = sin δ sin ϕ + cos δ cos ϕ cos ω a) ϕ est la Latitude du lieu choisi b) δ est l’angle de déclinaison solaire et peut être trouvé à partir de l’équation suivante (équation de Spencer) δ = (0.006918 − 0.399912 cos Γ + 0.070257 sin Γ − 0.006758 cos 2Γ + 0.000907 sin 2Γ − 0.002697 cos 3Γ + 0.00148 sin 3Γ)( 180/π ) avec Γ = 360(dn-1)/365 est l'angle du jour dn est le nombre de jours passés à partir du 1er janvier. c) ω= 15( ST-12) (négatif le matin et positif l'après-midi) ST = LT + ET/60 - [Ls − LL]/15 LL est la longitude du lieu choisi Ls est le meridian standard LT est le temps local standard ET= 9.87 sin 2G − 7.53 cos G − 1.5 sin G est l'équation du temps (donnée par Tasdemiroglu) ave G=360(n-81)/365

 Id=C Ibɴ

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 Les valeurs de A, B et C sont ajustées à une fonction trigonométrique de cosinus en fonction du nombre de jours, dn :

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Calcul de Ibβ:

Ibβ= rb Ib avec rb= cosθ / cosθz est le rapport entre le rayonnement horaire reçu par une surface inclinée et celui d'une surface horizontale hors de l'atmosphère terrestre. et cos θ = sin δ sin(ϕ − β) + cos δ cos(ϕ − β) cos ω cos θ = (sin ϕ cos β − cos ϕ sin β cos γ) sin δ + (cos ϕ cos β + sin ϕ sin β cos γ) cos δ cos ω + cos δ sin β sin γ sin ω γ est l'angle azimuth:

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Calcul de Idβ:

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En règle générale, les modèles de rayonnement diffus pour les surfaces inclinées peuvent être classés en deux groupes: modèles isotropes et anisotropes. Les modèles isotropes supposent une uniformité dans la distribution de l'intensité du rayonnement diffus sur le ciel. Les modèles anisotropes comprennent des modules appropriés pour représenter les zones de rayonnement diffus élevé. Pour quelques régions, le modèle de Bugler¹ s'avère le plus performant pour les modèles anisotropes Bugler a suggéré que l'anisotropie dans le rayonnement diffus sur une surface inclinée soit compensée par un composant supplémentaire qui représente 5% de l'éclairement solaire direct Idβ = (Id-0.05 IH)(1-cosβ)/2 - 0.05 Ibɴ cosθ  Valeurs Utilisés: Pour Jemmel, Monastir , le 11/01 :

LL=10.76100° ϕ=35,624881° Ls=15m dn=11 A= 1237.775394 W/m2 , B=0.136805316 , C= 0.049226709 ρ =0.2

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2. Calcul de l'éclairement solaire global sur le toit d'un bâtiment : surface horizontale : β=0°

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3.Calcul de l'éclairement solaire global sur la surface d'un mur : surface verticale : β=90°

 SUD: γ=0°

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 OUEST : γ=90°

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REMARQUE: l'éclairement est toujours positif ==> les valeurs négatifs renseignent sur l'absence de rayonnements solaires et sont remplacés par 0 W/m2

 NORD: γ=180° 8

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4. Comparaison des courbes :

l'éclairement solaire sur une surface horizontale est plus fort que celui sur les surfaces verticales de différents orientations . l'éclairement solaire au niveau de la face sud est le plus élève par rapport au différentes orientations du mur , il est nul au niveau de la face nord tout au long de la journée et au niveau de la face ouest pour la première moitié de la journée

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Références bibliographiques https://www.researchgate.net/profile/Seyed_Abbas_Mousavi_Maleki2/publication/312593957 _Estimation_of_Hourly_Daily_and_Monthly_Global_Solar_Radiation_on_Inclined_Surfaces _Models_Re-Visited/links/58855e884585150dde48612a/Estimation-of-Hourly-Daily-andMonthly-Global-Solar-Radiation-on-Inclined-Surfaces-Models-Re-Visited.pdf ¹ : https://ac.els-cdn.com/S1877705817345599/1-s2.0-S1877705817345599-main.pdf? _tid=0f3b6b3d-b9c2-456b-80c95f4baefaf362&acdnat=1544466166_279addb677148cfd35fec78e8df8aef5

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