Séance de cours

Radiation thermique: Collecteur solaire

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Description

Cette séance de cours couvre l'application du rayonnement thermique dans les capteurs solaires, en mettant l'accent sur des concepts tels que le rayonnement monochromatique par rapport au spectre complet, les corps noirs et gris, et les lois sur le rayonnement, y compris la loi de Planck, la loi de Wien et la loi Stefan-Boltzmann. Il examine également la conception et les composantes d'un capteur solaire, les hypothèses et les données pour les calculs, les phénomènes radiatifs, les bilans énergétiques et les effets de l'irradiation solaire sur les températures des composants.

Dans MOOC

Thermodynamique I

Le Professeur J.-Ph. Ansermet de l’EPFL et son collaborateur le Dr. Sylvain Bréchet ont rassemblé en quatre leçons tous les principes fondamentaux de la thermodynamique. La deuxième partie du MOOC illustre l’approche thermodynamique par une série d’applications présentées par des spécialistes provenant de diverses institutions partenaires du réseau RESCIF. L’objectif du cours est la compréhension et la capacité de mise en application des concepts fondamentaux de la thermodynamique. Après la présentation

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Concepts associés (18)

Rayonnement thermique

Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique généré par l'agitation thermique de particules dans la matière quel que soit l'état de celle-ci : solide, liquide ou gaz. Le spectre de ce rayonnement s'étend du domaine micro-ondes à l'ultra-violet. L'expression est également utilisée pour des phénomènes beaucoup plus énergétiques tels que rencontrés dans les plasmas, qui sont la source de rayonnement X. Ce phénomène conduit au rayonnement du corps noir lorsque l'interaction matière - rayonnement est réversible et importante.

Rayonnement du corps noir

vignette|303px|Au fur et à mesure que la température diminue, le sommet de la courbe de rayonnement du corps noir se déplace à des intensités plus faibles et des longueurs d'onde plus grandes. Le diagramme de rayonnement du corps noir est comparé avec le modèle classique de Rayleigh et Jeans. vignette|303px|La couleur (chromaticité) du rayonnement du corps noir dépend de la température du corps noir. Le lieu géométrique de telles couleurs, représenté ici en espace x,y CIE XYZ, est connu sous le nom de lieu géométrique de Planck.

Loi du rayonnement de Kirchhoff

La loi du rayonnement de Kirchhoff relie l'absorption et l'émission d'un radiateur réel en équilibre thermique. Elle exprime qu'émission et absorption sont liées. Le physicien allemand Gustav Robert Kirchhoff formula cette loi en 1859 au cours de ses recherches sur la spectroscopie. Elle fut la première pierre de l'étude du rayonnement bien avant la théorie des quanta de Max Planck. La luminance monochromatique (unité : ) d'un corps de température est le flux rayonné par unité de surface par ce corps à la fréquence dans la direction d'angle polaire et d'azimut , par unité de fréquence et par unité d'angle solide.

Capteur solaire thermique

Un capteur solaire thermique (ou capteur solaire, ou capteur hélio-thermique, ou encore panneau solaire) est un dispositif conçu pour recueillir l'énergie solaire transmise par rayonnement et la transférer à un fluide caloporteur (gaz ou liquide) sous forme de chaleur. Cette énergie thermique peut ensuite être utilisée pour le chauffage de bâtiments, pour la production d'eau chaude sanitaire ou encore dans divers procédés industriels. Cette technologie est différente de celle des panneaux photovoltaïques, qui transforment la lumière (les photons) en électricité.

Rayonnement non ionisant

thumb|upright=2|Gamme du rayonnement électromagnétique ; Le rayonnement non ionisant est la partie du spectre située sous le trait bleu, à gauche du graphique. Remarque : en réalité la zone de transition entre ces deux types de rayonnements (entre le trait bleu et le trait jaune) n'est pas une limite franche, car différentes molécules et atomes s'ionisent à des énergies différentes. thumb|Symbole d'avertissement des rayonnements non ionisants.

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