TIPE: Four solaire

[invitef003993b]

Bonjour,

Je suis un étudiant en deuxième année de CPGE en filière PC.
Je suis actuellement à la recherche d'un ingénieur en énergie qui pourrait m'aider et me conseiller sur la réalisation de mon TIPE.

Alors voila, le thème cette année c'est "Les enjeux sociétaux".
J'ai décidé de partir sur le sous sujet "énergie" et aussi "environnement" en étudiant le four solaire.

J'ai construit mon propre four solaire en carton, il me manque juste de la matière réfléchissante à poser dessus.

Mon but ça serait d'étudier la possibilité de créer un four solaire commercialisable pour économiser de l'énergie en utilisant l'énergie solaire. A mon échelle cela est compliqué mais ça reste une étude.

Coté théorique je n'ai pas beaucoup avancé mais le problème est assez simple en soit. J'ai juste à mêler optique et rayonnement thermique.

Coté pratique vous vous doutez bien que je vais pas faire chauffez mes pattes cette hiver.

Alors voila, j'aimerais bien savoir s'il y aurait un/une ingénieur/e, ou quelconque personne qui aurait des connaissance sur ce sujet, qui accepterait de m'aider à ce sujet.

J'aimerais bien devenir un ingénieur en énergie, cela me permettrait aussi d'avoir une idée du métier après discussion si cela est possible.
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[penthode]

un four solaire en carton ?

faut pas que ça chauffe trop !

[invitef003993b]

Pas d'inquiétude, la surface réfléchissante sera dedans.
Le principe est simple

"Parabole" en carton avec de la surface réfléchissante dans la parabole donc toute l'énergie solaire (ou presque si on oublie pas le facteur de transmittance) sera rediriger au foyer de la parabole.

[phys4]

"Parabole" en carton avec de la surface réfléchissante dans la parabole donc toute l'énergie solaire (ou presque si on oublie pas le facteur de transmittance) sera rediriger au foyer de la parabole.

Bonjour,
C'est un bon début, comment comptez vous capter cette énergie et qu'allez vous en faire ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef003993b]

Bonsoir

Je compte utiliser cette énergie pour de la cuisine par exemple, un des seul domaine utilisable dans une foyer.

Un ami dans ma classe étudie le moteur sterling donc il sera peut être intéressant de lui partager ce four.

Mais cela pourrait peut être utiliser dans le cadre de la recherche comme avec le plus grand four solaire au monde situé je ne sais plus où exactement.

[RomVi]

Bonjour

C'est un bon projet, il y a déjà eu des études similaires, notamment pour remplacer l'utilisation du bois en Afrique pour préparer le repas.
En guise de surface réfléchissante on peut utiliser de la couverture de survie, ou du papier alu.
Le plat doit être recouvert par une cloche (un saladier en verre par exemple) et il dit y avoir le moins d'espace libre possible entre les 2. Le contenant doit être noir mat.
Il est possible de faire une modélisation, ou d'effectuer des mesures de montée en température avec mesure au luxmetre.

[titijoy3]

certains systèmes de ce genre sont pourvus d'un cinquième pan réfléchissant vertical

[phys4]

Je compte utiliser cette énergie pour de la cuisine par exemple, un des seul domaine utilisable dans une foyer.
Mais cela pourrait peut être utiliser dans le cadre de la recherche comme avec le plus grand four solaire au monde situé je ne sais plus où exactement.

Pour une utilisation en préparation culinaire il faut un section entre 1 et 2 m2, des modèles en forme de parasol renversé existent dans le commerce.
Le grand four expérimental est à Odeillo, ouvrage énorme avec une batterie de miroirs de renvoi que je suis content d'avoir visité.

[invitef003993b]

Merci pour vos réponses !

J'ai effectivement une surface un peu plus grande que 1m².
Pour la surface réfléchissante j'ai un ami qui peu m'aider à trouver quelques chose de simple a installer.
J'avais penser au papier alu en effet mais j'ai eu peur qu'il se déchire trop vite lors de l'installation ou du transport. Je n'avais pas penser a la couverture de survie c'est une bonne idée de secours !

Pour l'astuce du contenant noir mat et de la cloche merci beaucoup je n'avais pas encore penser a l'aspect thermodynamique du problème.

[invitef003993b]

certains systèmes de ce genre sont pourvus d'un cinquième pan réfléchissant vertical

Excusez moi, pouvez vous être un peu plus précis je ne comprends pas comment cela peut être mis en place.

[titijoy3]

Excusez moi, pouvez vous être un peu plus précis je ne comprends pas comment cela peut être mis en place.

comme ça par exemple :

https://www.google.com/url?sa=i&url=...r4kDegUIARC5Ag

[XK150]

Vous faites " DIY solar cooking oven " sur le moteur de recherches et vous voyez les milliers de modèles construits par des amateurs .
Certains avec les plans donnés ...

[calculair]

bonjour,

Attention tout dépend à quelle latitude tu te trouves. La puissance au sol peut être différente.

Ok une moyenne de l'ordre de kW /m2 est une valeur d'approche raisonnable.

Pour faire de la cuisine, je pense que la puissance nécessaire doit être prévue à 2,5 kW à 3 kW

Le miroir n'aura pas un rendement de 100%

Globalement je prévoirai une surface réfléchissante de l'ordre de 2 m2 à 3 m2 si possible pour ne pas s'impatienter de trop pour déguster la cuisine.....

Donc un problème est de pouvoir supporter la structure et l'orienter convenablement lorsque le soleil se déplace

[titijoy3]

bonjour,

Attention tout dépend à quelle latitude tu te trouves. La puissance au sol peut être différente.

Ok une moyenne de l'ordre de kW /m2 est une valeur d'approche raisonnable.

Pour faire de la cuisine, je pense que la puissance nécessaire doit être prévue à 2,5 kW à 3 kW

Le miroir n'aura pas un rendement de 100%

Globalement je prévoirai une surface réfléchissante de l'ordre de 2 m2 à 3 m2 si possible pour ne pas s'impatienter de trop pour déguster la cuisine.....

Donc un problème est de pouvoir supporter la structure et l'orienter convenablement lorsque le soleil se déplace

je crois que la puissance captée dépend en grande partie de l'isolation, en plus de l'éclairement , de la surface de captage, de la qualité des réflecteurs et de la couleur du récipient

[titijoy3]

ça, ça me parait bien au niveau simplicité de réalisation :

https://i.ytimg.com/vi/v5CdNH3sQT0/maxresdefault.jpg

[invitef003993b]

Merci pour ce lien mais j'ai déjà construit ma parabole il me manque juste la surface réfléchissante que je devrais trouver facilement grâce à un ami.

Merci a tous pour vos réflexions cela m'aide beaucoup et m'aide à avoir du recul sur ce que je fait !!

[invitef003993b]

En effet je pense que la latitude jouera mais dans tout les cas je ne vais pas faire toute la France pour faire des comparatifs.

Je sais bien que ma surface réfléchissante n'aura pas un rendement de 100%, deja la surface que j'ai réussi à choper est dorée et en plus de ça je sais bien qu'il y aura toujours un facteur de transmittance.
Mais je pense que le fait que la plupart des rayons du soleil seront redirigé vers mon système (contrairement à une simple boite avec miroir), je pourrais un peu négliger ce facteur de transmittance dans mes calculs. Niveau expérimental une différence va se voir et je le sais déja.

Pour la différence de surface je pourrais faire des comparatifs théoriques, je n'aurais pas assez de matériau pour l'instant pour créer d'autres four solaire.

[obi76]

Bonsoir

Je compte utiliser cette énergie pour de la cuisine par exemple, un des seul domaine utilisable dans une foyer.

Un ami dans ma classe étudie le moteur sterling donc il sera peut être intéressant de lui partager ce four.

Mais cela pourrait peut être utiliser dans le cadre de la recherche comme avec le plus grand four solaire au monde situé je ne sais plus où exactement.

cf : https://lepresage.fr/wp/la-guinguette-solaire/

Mais ce ne sont pas des petites paraboles

[f6bes]

En effet je pense que la latitude jouera mais dans tout les cas je ne vais pas faire toute la France pour faire des comparatifs.

Je sais bien que ma surface réfléchissante n'aura pas un rendement de 100%, deja la surface que j'ai réussi à choper est dorée et en plus de ça je sais bien qu'il y aura toujours un facteur de transmittance.
Mais je pense que le fait que la plupart des rayons du soleil seront redirigé vers mon système (contrairement à une simple boite avec miroir), je pourrais un peu négliger ce facteur de transmittance dans mes calculs. Niveau expérimental une différence va se voir et je le sais déja.

Pour la différence de surface je pourrais faire des comparatifs théoriques, je n'aurais pas assez de matériau pour l'instant pour créer d'autres four solaire.

Bjr à toi,
Il y a deux façons de "chauffer " au solaire:
Le four solaire (par essence un four est clos= fermé)
La parabole solaire.... c'est pas un four...
J'utilise les deux.
Le four solaire me permet de RECHAUFFER les aliments sortants du...frigo.
Faut tout de meme s'y prendre un peu à l'avance pour réchauffer ( surtout en cette saison) !!
A minrima s'y prendre 1h à 1h et demi avant (hiver).
Ca réchauffe...c'est tout.
En été bien sur, c'est plus du tout pareil !

La parabole solaire: je l'utilise en été et là on peut faire cuire ( oeufs au plat, steack...)
La parabole est une parabole de réception sattellitaire (1.2m de diamétre prime focus)
Elle est recouverte d'un papier alu de ménage en tant que réflecteur.
C'est collé à la colle à tapisser.
Ca dure la saison d'été. Mais au prix de l'alu ménager (30m pour une paire d'euros)
J'arrive a enflammer un rondin de bois de 10cm (pin).
Si intéressé je pourrais fournir photos des deux (sont déjà sur FUTURA...mais bien loin !!)
Bonne journée

[invitef003993b]

Tout ça est intéressant merci beaucoup pour cette indication, faut voir comment je peux trouver une parabole de réception satellitaire x)
Pour faire enflammer un rondin de bois tu dois arriver aux alentours des 400°C non?

Et en effet c'est pas une petite parabole !

[RomVi]

bonjour,

Attention tout dépend à quelle latitude tu te trouves. La puissance au sol peut être différente.

Ok une moyenne de l'ordre de kW /m2 est une valeur d'approche raisonnable.

Pour faire de la cuisine, je pense que la puissance nécessaire doit être prévue à 2,5 kW à 3 kW

Le miroir n'aura pas un rendement de 100%

Globalement je prévoirai une surface réfléchissante de l'ordre de 2 m2 à 3 m2 si possible pour ne pas s'impatienter de trop pour déguster la cuisine.....

Donc un problème est de pouvoir supporter la structure et l'orienter convenablement lorsque le soleil se déplace

On a besoin de 2 à 3kW si on veut produire du charbon de bois, mais pour faire mijoter une cocotte il suffit d'une centaine de watts.
En réalité il n'y a même pas besoin de reflecteurs, ceux ci ne sont utiles que pour gagner du temps. Il faut comprendre que quand on parle de cuisson solaire le but n'est pas de remplacer un four electrique, mais d'avoir la possibilité de cuire un aliment.
Songez que dans une voiture banale, dont une fraction de la suface est couverte de vitre en simple vitrage on atteint déjà une température suffisante pour cuire des aliments en plein soleil.
Avec une boite en bois bien isolée et une seule face en double vitrage on fait facilement mijoter une cocotte.

[f6bes]

Remoi,
Fouille les déchetteries, il a parfois des surprises!
Avec l'amélioration des conditions de réception les grandes paraboles deviennent obsolétes ( encombrement, prise au vent, fixation...)

Mais on en trouve à la vente (75 euros) 1.2m de diamétre
https://canary.contestimg.wish.com/a...97bfe010f0a7dd
Bonne soirée

[invitef003993b]

D'accord merci, je vais mener l'étude de la boite en bois !

J'ai penser à la déchetterie en effet, mais faut que je trouve le temps

[RomVi]

En bois ou autre chose, l'important est d'avoir la face dirigée vers le soleil en double vitrage, l’intérieur peint en noir et une bonne isolation.
On arrive a atteindre plus de 100°C en été.

[invitef003993b]

Yep ça marche, pour la face tourné vers le soleil je pense à un ptit programme arduino et un plateau tournant, ça devrait le faire.

Merci pour ce recul apporté sur mon TIPE

[jacquolintégrateur]

Bonjour
Ne pas oublier que le diamètre apparent du soleil, au voisinage de l'orbite de la Terre, est de 0,01radiants, de sorte que, au foyer du concentrateur (par exemple, la parabole), le diamètre de la tache, concentrant le rayonnement focalisé, sera de 0,01F (distance focale de la parabole). Il y aura lieu d'en tenir compte pour: -éviter d'attendre interminablement pour se faire cuire un oeuf, si la focale est trop longue -faire fondre les ustensiles de cuisine (sans parler de très graves brulures!, si la focale est trop courte !! Bon pique-nique.
Cordialement

[titijoy3]

Bjr à toi,
Il y a deux façons de "chauffer " au solaire:
Le four solaire (par essence un four est clos= fermé)
La parabole solaire.... c'est pas un four...
J'utilise les deux.
Le four solaire me permet de RECHAUFFER les aliments sortants du...frigo.
Faut tout de meme s'y prendre un peu à l'avance pour réchauffer ( surtout en cette saison) !!
A minrima s'y prendre 1h à 1h et demi avant (hiver).
Ca réchauffe...c'est tout.
En été bien sur, c'est plus du tout pareil !

La parabole solaire: je l'utilise en été et là on peut faire cuire ( oeufs au plat, steack...)
La parabole est une parabole de réception sattellitaire (1.2m de diamétre prime focus)
Elle est recouverte d'un papier alu de ménage en tant que réflecteur.
C'est collé à la colle à tapisser.
Ca dure la saison d'été. Mais au prix de l'alu ménager (30m pour une paire d'euros)
J'arrive a enflammer un rondin de bois de 10cm (pin).
Si intéressé je pourrais fournir photos des deux (sont déjà sur FUTURA...mais bien loin !!)
Bonne journée

la lentille de Fresnel c'est pas mal non plus

[titijoy3]

Yep ça marche, pour la face tourné vers le soleil je pense à un ptit programme arduino et un plateau tournant, ça devrait le faire.

Merci pour ce recul apporté sur mon TIPE

dans un lien que j'ai déjà donné (en post 5, je crois), il y à la description d'un système de recherche automatique,

sur un autre fil, j'ai donné un schéma perso de traqueur solaire hyper simple à réaliser, mais si tu utilise des Arduino je pense que tu n'en aura pas l'usage..

[titijoy3]

Bonjour
Ne pas oublier que le diamètre apparent du soleil, au voisinage de l'orbite de la Terre, est de 0,01radiants, de sorte que, au foyer du concentrateur (par exemple, la parabole), le diamètre de la tache, concentrant le rayonnement focalisé, sera de 0,01F (distance focale de la parabole). Il y aura lieu d'en tenir compte pour: -éviter d'attendre interminablement pour se faire cuire un oeuf, si la focale est trop longue -faire fondre les ustensiles de cuisine (sans parler de très graves brulures!, si la focale est trop courte !! Bon pique-nique.
Cordialement

ben, il suffit d'ajuster la distance entre le récipient et le du réflecteur..

[f6bes]

Bjr à toi,
Moi y a en pas savoir tailler lentille de Fresnel.!
Donc au plus simple.
Bonne soirée