Moteur a energie solaire

[seizetheday]

Bonjour
Voici un concept qui me trotte dans l'esprit depuis un petit moment
L'idée serait de concevoir un moteur utilisant l'energie solaire mais n'utilisant que des éléments mécaniques simples pour sa construction
je cherche donc a concevoir un moteur type stirling qui utiliserait la dilatation d'un liquide plutot qu'un gaz pour la transformation d'energie.
Je vous rassure ce n'est pas un mouvement perpetuel
La masse de liquide etant plus importante que celle d'un moteur equivalent a air ou helium, la vitesse de dilatation et (par conséquent de la vitesse de rotation) serait faible mais en contre partie le couple serait important d'ou un gain interessant en terme de pertes mécaniques et d'usure
Un dessin valant mieux qu'une explication (dessiné sous word pas la meilleure des CAO ):

http://img7.exs.cx/my.php?loc=img7&i...solaire1yu.jpg

Il s'agit donc d'un ensemble de panneaux remplis de liquide type huile reliés a des verins . Ces modules sont disposés sur sur une roue et les vérins sont reliés suivant une disposition de moteur en etoile où l'axe serait bloqué ce qui oblige la roue a se mettre en mouvement sous l'action de poussée des verins
Le principe de fonctionnement est extremement simple:
-le panneau en face du soleil voit son huile se dilater
-ceci entraine la roue en rotation
-un autre panneau apparait en face du soleil qui se dilate a son tour
-le premier panneau commencent a se refroidir,l'azimut du soleil étant plus faible
-et ainsi de suite
Les panneaux à l'"ombre" se refroidissent a la temperature ambiante ou par projection d'eau et entrainent egalement la roue
Une petite quantité d'air dans les modules permet d'encaisser les dispersions d'effort
Voila donc ou j'en suis dans mes reflexions mais je bute aujourd'hui sur le calcul du rendement de ce systeme
en fait je n'ai pas la prétention de supplanter des cellules photovoltaique mais la faible vitesse de rotation permettrait de limiter les pertes et ce systeme devrait être suffisant pour entrainer une pompe a godet
Faites moi donc part de vos remarques sur la viabilité dun tel concept et si qqun veut se joindre a moi pour le calcul de rendement je suis preneur
Merci
-----

[deep_turtle]

Tu présentes ça comme si c'était ton invention... J'ai déjà vu ça plusieurs fois pourtant. Bon, ça ressemble pas mal au "moteur à caoutchouc" où le liquide est remplacé par des élastiques, mais il me semble aussi avoir vu ça avec des gaz... Tu as cherché "stirling" avec google ? J'ai l'impression que tu vas trouver ton invention sur d'autres sites.

[seizetheday]

ben si tu l'a deja vu presente moi les liens
Moi j'ai fait pas mal de recherche rien vu surtout sur la dilatation de fluide
Voici un des sites un les plus complet sur le sujet http://www.rotarystirlingengines.com/
et le moteur a elastique j'ai pas tout compris le rapport

[deep_turtle]

le moteur a elastique j'ai pas tout compris le rapport

Je me suis surement mal exprimé. Tu prends une roue comme sur ton schéma, avec des rayons en caoutchouc. Tu exposes une partie au soleil. A cause de la contraction du caoutchouc lorsqu'il est chauffé, tu peux obtenir une rotation de la roue. J'ai pas trouvé d'illustration sur le net, car "roue caoutchouc" dans google ça me sort 2534 sites de pneus...

[A voir en vidéo sur Futura]

[mayonaise]

J'ai pas trouvé d'illustration sur le net, car "roue caoutchouc" dans google ça me sort 2534 sites de pneus...

MDR!!!

Bon, au début, j'ai cru y voir une pompe à palette, mais ton schéma word est pas mal pour un schéma word... L'histoire pour trouver un rendement là dessus, c'est que le travail fourni par le liquide qui se dilate doit être soumis à une sorte de rendement déja exprimant le travail reçu en fonction de son inertie thermique, et peut-être d'autres paramètres comme sa "compressibilité", etc...

Ensuite, le coup de la bulle d'air est pas mal car elle va te permettre de travailler à des températures chaudes et froides variables, mais là aussi, tu vas avoir une diminution du couple (et donc du rendement car au mieux, ta vitesse augmente...).

En tous cas, c'est un post à suivre avec intérrêt...

Je ne sais pas trop si je pourais t'aider, mes notions de physique remontent à la prépa et ça va faire 5 ans alors c'est un peu chaud, mais je t'aiderai volontiers...

[seizetheday]

de toute façon le rendement depends de la difference de température entre la source froide et la source chaude
Et il augmentera si on augmente la température par des concentrateurs comme sur les moteurs stirling mais on perd l'avantage de la simplicité
J'ai un petit modele tres simple qui tourne sous matlab simulink qui prouve que le concept marche mais les valeurs de puissance sont a prendre avec des pincettes compte tenu de sa simplicité
Il me montre par contre que le systeme est auto demarrant avec des oscillations au tout début de la phase de demarrage ce qui est un plus par rapport au moteur striling

[FC05]

Je ne pense pas que le fait d'utiliser un liquide soit interessant. Comme les liquides ont un coefficient de dilatation bien plus petit que les gaz, il faut les chauffer plus pour un même déplacement.

Or l'énergie pour les chauffer il faut bien la trouver quelque part ... ici dans une baisse (considérable ? ) du rendement.

A mon avis c'est pas un hasard si toutes les machines thermiques fonctionnent avec des gaz !

[seizetheday]

D'accord avec toi mais les pressions obtenues avec de l'air dans un tel systeme sont faibles et les frottements dans les joints sont importants
le systeme risque de tout bonnement jamais demarrer
Les liquides possedent un coefficient de compressibilité infiniment plus grand que les gaz
pour une meme temperature on generera un effort bien plus grand avec une vitesse bien plus
je me dit intuitevement que l'on doit pouvoir demontrer ça avec un coef fonction de la masse, du Cp et la compressibilite

[invite3fd2afe6]

Cela ressemble à la "roue de minto".
lien

[Jeanpaul]

Le moteur à caoutchouc, c'est dans Feynman déjà.
La roue de Minto, ça rappelle le canard qui plonge son bec dans un verre d'eau. Tout ça, ça fonctionne, mais il faut voir le rendement.

Pourquoi n'utilise-t-on pas de liquides dans les moteurs mais plutôt des gaz ? 2 raisons :
1) Les liquides ont une capacité calorifique bien plus grande que les gaz, il faut donc les chauffer plus longtemps, ce qui fait des cycles longs (le moteur tournera lentement)
2) Les liquides sont bien moins compressibles que les gaz, on peut donc espérer des efforts/couples (pressions) plus importants. Il faudra donc employer des engrenages multiplicateurs pour réduire le couple en augmentant la vitesse et en général, les ingénieurs aiment bien réduire la vitesse mais pas l'augmenter car ça nécessite de gros engrenages, lourds et chers.

[seizetheday]

Cela ressemble à la "roue de minto".
lien

ben oui effectivement une idée ça ne vient jamais tout seul

la roue de minto utilisait la vaporisation d'un gaz qui passait dans le module supérieur sous l'action de la chaleur du soleil J'ai lu l'article cité et ils en concluent que le rendement est assez minable. L'effort ne depends finalement que de la masse evaporée et on comprends aisement qu'il faut des roues gigantesques pour générer un effort important En plus il faut mettre des reflecteurs car il faut chauffer le bas de la roue donc ils perdent encore en rendement
la dilatation d'un liquide permet elle de générer des efforts tres importants dans un volume plus reduit
Effectivement les vitesses sont faibles ce qui ne conviendrait pas pour de la production d'electricité. Mais pour aller puiser de l'eau au fond d'un puit avec une chaine et des godets ça devient interessant et certainement plus que des panneaux photovoltaiques qui alimentent une pompe electrique ou les perte s'ajoutent en serie
pour augmenter une vitesse de rotation il suffit de mettre un reducteur a l'envers
le probleme est que les inerties sont amplifiées au carré du rapport d'amplification

[EspritTordu]

Voila une ingénieuse trouvaille. Plutôt simple de principe (ou devrais-je dire connu?), comme le piston et la bielle, mais vraiment intéressant. Si on peut transformer un fort couple en une vitesse plus adéquate un train épicycloïdale ne devrait-il pas, outre son faible encombrement, satisfaire à cela?

Pour augmenter le différentiel de température, on pourrait envisager "un effet de serre" d'un côté et de l'autre un radiateur thermique. Alors la vitesse augmenterait? Mais ne peut-on pas non plus simplement augmenter le nombre de cylindre?

Il est certain que ce type de moteur se caractérise par son autonomie énergétique (comme le soleil) mais il restera toujours sujet aux défauts mécaniques comme les terribles frottements, mais ne pourrait-il pas servir à un complément énergétique complémentaire de nos moteurs thermiques?

[inviteed7336aa]

Salut,
Ton idée semble excellente, remarque, en passant qu'il n'est pas nécessaire d'avoir bcps de tours/minutes pour produire de l'électricité, il faut juste augmenter le nombre de pôles de l'alternateur !!
A++

[seizetheday]

Merci pour vos encouragements
effectivement on peut imaginer une vitre coté soleil qui creérait un effet de serre et une vaporisation de l'eau pompée coté ombre
on peut également envisager d'avoir un dispositif qui stocke la chaleur entre les passages chaud froids comme sur les moteurs stirling
ça pourrait etre tout simplement une petite quantité d'eau qui traverserait l'huile par gravité au point haut et au point bas
Quant aux frottements ils seront certes important (joints essentiellement) mais comme la vitesse est faible la puissance dissipé sera faible elle aussi
j'ai bien envie de construire une maquette probatoire et je ne sais pas ou aller demander pour obtenir une subvention en temps que particulier (Ademe?)

[seizetheday]

alors personne intéressé?

[EspritTordu]

En fouillant un peu sur internet, je ne saurai dire ou exactement, j'ai constaté qu'une étude sur un moteur Stirling conduisait à un piètre résultat d'une conversion thermique-mécanique de seulement 20%.

[seizetheday]

j'ai vu des expériences ou les moteurs striling étaient utilisés au foyer de paraboles avec de l'hélium sous des pressions dementielles et les rendements étaient aux environs de 30%
Comme toute machine thermique le rendement dépend de la différence de température entre la source froide et la source chaude
Mais ces engins sont on peut vraiment le dire des "usines a gaz "
Moi mon projet est de faire quelque chose de simple qui ne tourne lentement pour s'affranchir de tous les problemes liés a la vitesse

[EspritTordu]

Comment physiquement explique t-on ce faible rendement ?

[seizetheday]

perso j'en sais rien mais les moteurs stirling sont connu pour être les moteurs ayant le meilleur rendement
Même nous nous ne sommes pas parfait; j'ai lu que le rendement des muscles ne dépassait pas 25%

[EspritTordu]

Je veux bien croire que nous sommes pas parfait mais il reste un point noir dans mon esprit (aussi tordu soit-il ! ) : pourquoi un si faible rendement thermique ?

C'est pourquoi, j'ai lançé sur le forum physique une discussion sur la conversion chaleur/mécanique. Si cela vous intéresse, sur le forum physique : "Conversion de chaleur en énergie mécanique"

[invite251b4805]

Bonjour à tous,

Une petite réponse à votre question de rendement de moteur Stirling :
rendement = 1 - Tm / TM
Tm et TM sont les températures basses et hautes en KELVIN, avec un gradient de température Tm et TM sont relativement proches, donc le rendement très faible.

Pour toutes les explications, www.moteurstirling.com.

Par contre, en ce qui concerne la roue de Minto, je pense que avec des bons matériaux et fluides, c'est un système qui peut marcher sur de très faibles différences de températures.
Si les différences de températures sont faibles, elles sont facilement accessible dans la nature, donc on se fiche des rendements ...

my.voyager.net/~jrrandall/MintoWheel.html

Enfin, en ce qui concerne la dilatation des liquides, les coefficient sont tellement faible que j'ai du mal à croire que l'on puisse en tirer quelque chose.
Par contre, quelqu'un a-t'il des précisions (coefficient, matériaux, ...) pour la roue à caoutchouc ?

Merci,

[seizetheday]

bonjour
en ces jours de canicule je me suis replongé dans mes calculs savants pour tenter de calculer une puissance de cet engin.
donc pour 6 panneaux 50cm*50cm rempli d'huile à une pression de 10bars exposés à un flux de 1000w/m^2 nous arrivons a la puissance èbouriffante de ......roulement de tambour ......10mW !!!! ça décoiffe hein?
Même si je me suis planté de 1000% dans mes hypothèses, ça fait pas des rendements faramineux mais je confirme ça tourne 5 a 6 tours a l'heure
Donc je lance un grand concours où il n'y a à gagner que ma consideration:
Mais a quoi ça peut bien servir?????

[invitec31c37aa]

salut
je suis nouvel et ton principe de moteur a énergie solaire m'intéresse beaucoup méme si je n'ai pas trop comprid j'aimerai savoir si tu as réussit a le faire?
PS: je suis étudiantes et pas lycéenne

[f6bes]

salut
je suis nouvel et ton principe de moteur a énergie solaire m'intéresse beaucoup méme si je n'ai pas trop comprid j'aimerai savoir si tu as réussit a le faire?

Bj rà toi,
J'ai bien peur que tu n'ais lu cela :

".. 20/06/2005, 21h03 #22
seizetheday.."

T'aurais peut etre intérét à lui écrire DIECTEMENT (MP) !!
A+

[seizetheday]

ouh la ça me rajeunit pas tout ça
le principe est que l'huile contenu dans un panneau se dilate au soleil et pousse un verin qui fait basculer ce panneau a l'ombre ou il se refroidit et se contracte
en combinant plusieurs panneaux sur une roue on obtient ainsi un mouvement de rotation
mais ça reste tres theorique et je n'ai jamais testé