TD1 Solaire Thermi Thermo 17 18 [PDF]

Zitiervorschau

Département de Physique Licence Professionnelle : Energies Renouvelables Matière : Energie Solaire Thermique et Thermodynamique

Université Sultan Moulay Slimane Faculté Poly-disciplinaire Béni-Mellal

TD N°1 Exercice N°1 1) Calculer l’angle (z) fait par la direction du soleil avec la verticale et aussi la hauteur (h) du soleil au midi solaire à Ouagadougou le 17 mai. La latitude de Ouagadougou est φ = 12,45°N. 2) Calculer la durée du jour Exercice N°2 Calculer la hauteur du soleil (h) et l’azimut (a) lorsqu’il est 12h30 le 28 février à Bordeaux. La latitude est  = 44,5°N et la longitude est L = 0,34°O. HAE est égale à 1h en France en février (heure d’hiver). Exercice N°3 La latitude et la longitude de Béni Mellal sont respectivement  = 34,01290° et L = -6,82988°. 1) Calculer l’irradiation horaire H o (t  1h) d’une surface horizontale hors atmosphère, entre 14h30min TSV et 15h30min TSV, le 27 Janvier. 2) Calculer l’irradiation journalière H o d’une surface horizontale hors atmosphère le 27 Janvier. 3) En appliquant la théorie de Klein, estimer la moyenne mensuelle H o de l’irradiation journalière d’une surface horizontale hors atmosphère pour le mois de Janvier. 4) Evaluer le temps légal du coucher du soleil à Béni Mellal le 27 Janvier 2014 5) On considère une surface hors atmosphère inclinée d’un angle, β = 30°, par rapport à l’horizon et orientée vers le sud. 5-a) Calculer, o,i, pour le 27 janvier. 5-b) Calculer l’angle d’incidence, , du rayonnement solaire sur la surface inclinée pour le 27 janvier à 9h (TSV) Exercice N°4 Pour la journée moyenne du mois de Janvier, on veut calculer le flux surfacique solaire horaire incident direct, diffus, réfléchi et global (à 8h) sur un capteur, placé à Marrakech, incliné de β = 45° et orienté vers le sud. L’albédo du sol est 0,2. Le tableau ci-dessous, donne les densités des flux solaires horaires global Eg et diffus Ed, incidents sur une surface horizontale : Heure Eg (W/m²)

Jan.

Ed (W/m²)

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0

0

35,84

163,61

326,5

459,3

544,6

563,5

526,4

436

287,8

123,9

0

0

0

0

29,42

91,36

143,23

181,5

203,54

207,87

194,18

163,42

117,67

60,06

0

0

L’heure avancée d’été n’est pas encore appliquée en Janvier On donne pour Marrakech : Latitude φ = 31,62°N, Longitude L = 8,03°W. 1- Calculer les facteurs d’inclinaison pour le rayonnement direct, Rb, le rayonnement diffus, Rd, et le rayonnement réfléchi, Rr. 2-Calculer les éclairements : direct, Gb, diffus, Gd, réfléchi, Gr, et global, Gg. Exercice N°5 Calculer l’irradiation solaire horaire hors atmosphère, Ho(t = 1h), d’une surface horizontale à Marrakech ( = 31,617°N) pour l’heure finissant à 11h TSV, le 16 octobre 2014. Calculer également l’irradiation quotidienne Ho (Les valeurs de Ho(t = 1h) et Ho doivent être exprimées en Wh.m-2 et en J.m-2). Pr. Ahmed BAHLAOUI

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Exercice N°6 Calculer pour le 15 mai 2014 à Rabat (= 34°N, L = 6,83°W) : 1- L’angle horaire du coucher pour des plans inclinés de 30°, 90°, orientés sud. 2- L’angle d’incidence sur les deux plans à 11h TSV. Exercice N°7 Calculer l’irradiation solaire hors atmosphère d’une surface horizontale de 2 m2 placée à Rabat (= 34°N) le 12 septembre 2014 entre les instants t1 = 10h25 TSV et t2 = 12h35 TSV. (Exprimer la valeur obtenue en Wh / m2 ). Exercice N°8 Pour la journée moyenne du mois de Juillet 2015, le tableau ci-dessous, donne la densité du flux solaire horaire global Eg incident sur une surface horizontale placée à Marrakech. Heure (Temps légal) 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 Eg (W/m²) 17,01 137,68 331,40 539,20 700,80 832,00 918,70 956,70 900,20 799,30 657,60 462,60 258,30 74,82

 L’heure avancée d’été est appliquée en Juillet.  On donne pour Marrakech : Latitude φ = 31,62°N, Longitude L = 8,03°W.  Longitude de référence pour le Maroc Lréf = 0°. 1- Calculer les temps légaux du lever du soleil, TL , et du coucher du soleil, TLc , en les écrivant sous forme de : x(h) y(min) z(s). Dans ce qui suit les grandeurs horaires se calculent à 8h (temps légal). 2- Calculer, l’éclairement, Eo, sur une surface horizontale à la limite de l’atmosphère. 3- On suppose que l’éclairement obtenu à 8h est le même au cours de la période (7h30min à 8h30min). 8h est H g,h Eg  le milieu de l’heure considérée. Calculer l’indice de clarté horaire, k t  . Calculer H g ,h . H o, h E o 4- En utilisant la corrélation d’Erbs et al. (1982), déterminer H d , h à partir de H g ,h . Déduire Ed. 5- Calculer Eb et Hb,h. Exercice N°9 Calculer pour le 16 octobre 2017 à Rabat (= 34°N, L = 6,83°W) a) La distance Terre-Soleil, d. b) La déclinaison , . c) La différence TL-TSV d) La hauteur, h, et l’azimut, a, du soleil à 15h (TL). e) L’angle horaire du coucher, o, les heures TSV et TL du lever et du coucher du soleil. f) La longueur, N, du jour. Données : La distance moyenne Terre-Soleil est: do = 149,6106 km. 2

d   360  do et d sont reliées par :  o   1  0,033 cos  n  ; n : nème jour  366  d En octobre l’heure avancée d’été est appliquée. ======================= FIN ======================= Pr. Ahmed BAHLAOUI

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