Analyse de l'efficacité d'un cuiseur solaire

Voici une analyse d'efficacité des cuiseurs solaires basée sur la 1ère loi de la thermodynamique et la 2ème loi de la thermodynamique , expliquant également comment calculer la puissance de cuisson de n'importe quel appareil.

Basé sur la 1ère loi de la thermodynamique ^[1]

Apport énergétique=Production d'énergie+Pertes d'énergie{\displaystyle {\text{Énergie absorbée}}={\text{Énergie produite}}+{\text{Énergie perdue}}}

L'apport énergétique au cuiseur solaire peut être calculé comme suit :

Eje=jet×UNmc{\displaystyle E_{i}=I_{t}\fois A_{sc}}

Où :
E _i est l'apport d'énergie en W
I _t = énergie solaire totale incidente sur le plan de l'air solaire chauffé en W/m ²
A _sc est la surface du cuiseur solaire en m ²

La production d'énergie du cuiseur solaire peut être trouvée comme indiqué ci-dessous :

Eou=mmcpm(Tmf−Tmje)t{\displaystyle E_{o}={{m_{w}c_{pw}(T_{wf}-T_{wi})} \sur t}}

Où :
E _o est la production d'énergie en W
m _w est la masse d'eau en kg
c _pw = chaleur spécifique de l'eau en J/kgK
A _sc est la surface du cuiseur solaire en m ²
T _wi est la température initiale de l'eau en K
T _wf est la température finale de l'eau en K
t est le temps en secondes

L'efficacité énergétique du cuiseur solaire peut être trouvée comme indiqué ci-dessous :

η=Production d'énergieApport énergétique=EouEje=[mmcpm(Tmf−Tmje)]/tjet×UNmc{\displaystyle \eta ={{\text{Énergie produite}} \over {\text{Énergie consommée}}}={E_{o} \over E_{i}}={{[m_{w}c_{pw}(T_{wf}-T_{wi})]/t} \over {I_{t}\times A_{sc}}}}

Basé sur la deuxième loi de la thermodynamique ^[2]

Entrée exergétique=Rendement exergétique+Irréversibilité{\displaystyle {\text{Exergie d'entrée}}={\text{Exergie de sortie}}+{\text{Irréversibilité}}}

L'apport d'exergie au cuiseur solaire peut être calculé comme suit :

Ξje=jeb[1−(Tou/Tm)(4/3)]{\displaystyle \Xi _{i}=I_{b}[1-(T_{o}/T_{s})(4/3)]}

Où :
Apport exergétique en W/m ²
c _pw = chaleur spécifique de l'eau en J/kgK
T _o est la température extérieure en K
T _s est la température de surface du soleil en K

L'efficacité exergétique du cuiseur solaire peut être calculée comme suit :

Ψ=Rendement exergétiqueEntrée exergétique=Ξou˙Ξje˙=mmcpm[(Tmf−Tmje]−Toudans⁡(Tmf/Tmje)]/tjeb[1−(Tou/Tm)(4/3)]UNmc{\displaystyle \Psi ={{\text{Exergie de sortie}} \over {\text{Exergie d'entrée}}}={{\dot {\Xi _{o}}} \over {\dot {\Xi _{i}}}}={{m_{w}c_{pw}[(T_{wf}-T_{wi}]-T_{o}\ln(T_{wf}/T_{wi})]/t} \over {I_{b}[1-(T_{o}/T_{s})(4/3)]A_{sc}}}}

Où :
A _sc est la surface incidente du cuiseur solaire

La capacité d’un cuiseur solaire à capter la lumière du soleil est directement liée à la surface projetée du capteur perpendiculairement au rayonnement incident.

Puissance de cuisson

La principale mesure de référence utilisée par l'ASAE S580 ^[3] est la puissance de cuisson , qui peut être calculée comme suit sur des intervalles de 10 minutes :

P=MC(T2−T1)600{\displaystyle P={{MC(T_{2}-T_{1})} \plus de 600}}

Où :
M est la masse de l'eau en kg
C est la chaleur spécifique de l'eau en J/kgK
T ₁ est la température de l'eau au début de chaque intervalle en K
T ₂ est la température de l'eau à la fin de chaque intervalle en K

Ce changement de température est détecté sur des intervalles de 10 minutes, donc l'équation ci-dessus est divisée par 600 s.

Références

Données de la page

Auteurs	Rohanm
Licence	CC-BY-SA-4.0
Langue	Anglais (en)
Traductions	Turc , Coréen , Espagnol , Français
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Créé	4 août 2022 par Pedro Kracht
Dernière modification	23 juin 2023 par Irene Delgado
Citer comme	Rohanm (2022–2023). « Analyse de l'efficacité d'un cuiseur solaire » . Appropedia . Consulté le 5 novembre 2024 .
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