Si possible, j'aimerais bien pouvoir aller de 90° Est à 90° Ouest, pour récupérer du soleil en Avril, car à cette époque de l'année le soleil est presque à 20° au dessus de l'horizon, donc utilisable. Voici le diagramme solaire pour 48° Nord (je suis à 47°, mais globalement, c'est la même chose)
PaillàDonF
En pratique il faut un horizon parfaitement dégagé, et le flux solaire est très faible au lever et au coucher du soleil, donc même si le capteur ne parcourt pas 180° tu ne perdra pas grand chose.
Je visualise un engrenage qui engraine les maillons du chaîne pour faire tourner un objet. Mais je n'arrive pas à visualiser comment un écrou prisonnier poussé par la rotation d'un tige filetée peut donner une large rotation (même inférieure à 180°).
Que dois-je chercher pour en avoir une idée ?
PaillàDonF
Je t'ai fais un petit schéma grossier. Le moteur est en jaune. Attention l'écrou et le moteur sont monté sur un axe pour pouvoir pivoter.
Si le moteur tourne a vitesse constante l'évolution de l'angle ne sera pas constant (les dures lois de la trigo), donc soit on s'en contente, ou alors on peut effectuer une petite correction logicielle sur les tempos.
Merci RomVi, c'est très explicite avec ce schéma sophistiqué (et pas grossier)
Je viens de poser 3 règles sur la table pour expérimenter cette nouvelle proposition.
Mais comment calcule-t-on la rotation induite ?? comment calcule-t-on la longueur des bras ?? (moi qui vient tout juste de réussir à surmonter les rapports d'engrenages !!)
Dernière modification par Paillafond ; 11/02/2020 à 19h43.
PaillàDonF
Si les bras ont une longueur identiques le sinus du demi angle est égal au rapport de la demi longueur de tige fileté sur la longueur d'un bras.
Admettons que les bras fassent chacun 1m on aura un angle total correspondant à la courbe bleue ; pas très satisfaisant en terme de suivi...
L'astuce consiste à faire tourne le moteur à vitesse variable, plus vite en début de journée, et plus lentement passé midi, ainsi on arrive à avoir une variation d'angle correspond à la hauteur du soleil.
Bonjour RomVi
c'est une belle courbe, mais elle illustre un retard jusqu'à 40° par rapport aux besoins de rotation.
Je comprends l'idée d'une vitesse variable venant compenser le défaut d'alignement, mais sa mise au point va nécessité soit un programme, soit un contrôle de l'alignement.
Pour l'alignement, cela reviendrait à utiliser un tracker qui asservirait la vitesse du moteur ??
Si j'en comprends la logique, je suis incapable de réaliser un truc pareil ! Je vais buter à chaque pas …
Quant au "programme", il faudrait comme une came venant appuyer sur un variateur de vitesses. Mais là, à nouveau, je suis complètement largué pour mettre un tel mécanisme en place.
J'ai réussi à dominer la logique des engrenages, mais là, je ne sais pas où je vais ?
PaillàDonF
motoréducteur pignon chaîne, tu branches................ ça tourne et ça fait 180° !!!!!!!
l'idée de Romvi est bonne nez en moins, mais je pense pas adaptée à ton pb
Bonjour Gloster37
l'abondance d'idées contributives montre votre sympathie pour mon projet, j'en suis très honoré !
Après, certaines seront plus en adéquation avec mes connaissances et les possibilités de sa réalisation pratique.
Pour l'heure, ce serait plutôt petit moteur en 12 volts, réducteur et maillons de chaîne. C'est ce que je pense pouvoir dominer… pour l'instant.
PaillàDonF
un motoréducteur 12V ça peut le faire, mais attention au couple utile
comment est effectuer le guidage en rotation de l'ensemble ??
Sur le post 6 j'avais calculé ceci :
- Sans réducteur :
le moteur faisant 2 tours/minute, l'engrenage de 20 dents engrainerait 40 maillons sur la chaine.
En 60 minutes, le nombre de maillons parcourus serait de 40 x 60 = 2400 maillons.
- Avec un réducteur de 1:96
le nombre de maillons parcourus en 1 heure est de 2400/96 = 25 maillons
25 maillons correspondant à une rotation du réflecteur de 15°, je réalise le suivi solaire attendu
Mais je n'ai pas de contrôle effectivement.
PaillàDonF
L'avantage du système par tige filetée est sa grande démultiplication, ce qui permet avec un mécanisme simple et un moteur modeste d’entraîner quelque chose de lourd et de ne pas être trop sensible au vent. Par contre le suivi est effectivement différent, il faut utiliser un programme ou un asservissement.
Toutefois avec un système par pignon et chaîne il faudra aussi utiliser un asservissement, ou une tempo très précise avec un moteur pas à pas car un moteur ordinaire peut présenter une dérive, donc dans tous les cas il faudra utiliser un automate ou un microcontrôleur (de type Arduino par exemple)
En ce qui concerne le système de tracking on peut le faire directement sur la température de sortie de ton capteur, et on le fait sur un seul axe. C'est plus simple qu'il n'y parait.
Avant de se lancer dans la mécanique il serait bon de vérifier à quoi s'attendre coté thermique. Je peux t'assister, c'est mon domaine... Pourrais tu rappeler les éléments clés du projet :
- Surface et type de capteur
- emplacement géographique
- Utilisation de l’énergie
- Autres renseignements que tu jugera utiles.
Bonjour RomVi
j'ai fait la lecture d'un certain Jean Pierre Petit, scientifique de son état, mais banni de FS pour des élucubrations non scientifiques.
Cet homme imaginait de gigantesques capteurs solaires à miroirs de Fresnel fixes, proposant que l'absorbeur soit mobile pour en diminuer le coût.
J'ai été surpris par cette idée, et l'idée faisant son chemin, j'ai un peu cherché de quoi il retournait.
Puis pensant pouvoir relever les températures souvent trop basses d'un capteur solaire Plan, j'ai ouvert une discussion ici. L'utilisation que je souhaite en faire, est le chauffage par murs-chauffants.
Les calculs, sont formels, je ne récupérerai rien, faute d'un rayonnement solaire direct suffisant sur les mois d'hiver Décembre/Janvier.
Mais cela peut changer dès le mois de Février et suivants, surtout en bords de mer où les vents déchirent souvent le ciel.
A l'origine le capteur a été imaginé pour les populations Africaines pour leur éviter de déforester leur environnement. L'utilisation est horizontale et d'axe Est-Ouest. Mais, cela devrait marcher avec un axe Nord Sud, avec l'avantage d'une meilleure réception et d'une meilleure concentration sur l'absorbeur central.
La situation est à côté de La Baule 47° Nord. En inclinant le réflecteur de 43°, je n'ai plus qu'un axe de rotation à gérer. Facile … (je me moque de moi, compte tenu de mes capacités !)
Le réflecteur à une forme cylindrique, pour sa facilité de fabrication, sa rusticité en matière d'alignement (jusqu'à 7°). Ses dimensions sont limitées en longueur par l'appui de la partie supérieure sur un pignon de maison de jardin = 3 m.
En enlevant 50 cm dans la partie basse (mécanisme, herbes), cela fait une longueur utile maxi de 2,50 m. Quant à sa largeur, j'avais envisagé utiliser des plaques Alu miroitées de 50 cm de large. Avec 3 plaques, le développé de 1,50 m donne une ouverture de 1,30 m. La surface serait donc de 2,50x 1,30 = 3,25 m2.
L'absorbeur est au centre de la partie cylindrique, abrité par 2 plaques de verre. L'absorbeur serait constitué d'aller-retours d'un tube cuivre de 20 mm. Pour éviter la surchauffe, je compte indexer le débit sur la température de sortie.
La réserve est une cuve toutes-eaux désaffectée après le passage du tout-à-l'égout, que je compte isoler avec 20 cm de polystyrène. Selon les capacités de chauffe du réflecteur, cette isolation serait par l'extérieur (sauf le fond) et j'ai 3 m3 de réserve, ou par l'intérieur avec une bâche EPDM, et j'ai 2 m3 de réserve.
Mais je suis peut être en train de ré-inventer l'eau chaude … ???
Dernière modification par Paillafond ; 12/02/2020 à 12h49.
PaillàDonF
Donc l'idée est de chauffer une réserve d'eau qui circulera dans un panneau mural ?
Le capteur à concentration permet en effet d'atteindre une température plus élevée, mais ça se fait au détriment du rendement. Il faudra compter sur une valeur environ 2 fois plus faible.
Tu l'a peut être déjà consulté, mais on trouve ici les courbes caractéristiques de différents capteurs : https://fr.wikipedia.org/wiki/Capteu...s_SPF_2012.png
Bien sur on peut toujours expérimenter, mais la démarche me semble un pu hasardeuse. Pourquoi ne pas faire une sorte de maquette pour vérifier la faisabilité du système ?
Sur ces courbes de rendement, il est comparé les capteurs Plan et à tubes.
On voit que pour une élévation de température de 20° par rapport à la température de l'air ambiant, tubes et Plans sont très voisins. Il y a même des Plans meilleurs que les tubes.
C'est différent lorsque l'augmentation de température permise par l'intensité solaire dépasse 50°.
En pratique, l'air est à 5°C, il fait moyennement beau, le Plan augmente la température de 10°, j'ai une eau à 15°C. C'est insuffisant pour prendre une douche, ainsi que pour le chauffage. Le capteur à tube fait la même chose.
Il fait très très beau, l'air est à 15°, le Plan augmente la température de 20°, la température de l'eau arrive à 35°. C'est correct pour le chauffage, mais pas encore pour la douche. Le tube fait peut être à peine mieux.
Mais dans les 2 cas, Plan et Tube, il n'y a pas d'effet de concentration : le Plan collecte sur la totalité de sa surface, le tube aussi (même si ce dernier est proposé avec un réflecteur arrière)
D'où mon idée de coupler Plan et Concentrateur pour élever la température d'une réserve, afin qu'elle devienne utilisable.
Je sais que le Concentrateur ne fonctionne que par temps clair, le Plan fonctionne même avec le rayonnement Diffus, mais faiblement.
L'idée d'un prototype est dans l'air effectivement, avec une taille plus modeste. Il pourrait même se calculer pour mettre un tube sous vide du commerce comme absorbeur : l'absorbeur faisant 0,15 R, cela donne le Rayon du réflecteur selon le diamètre du tube ….
Il n'en reste pas moins qu'il lui faudra un entraînement pour que cela marche correctement.
PaillàDonF
Attention ce n'est pas comme ça qu'il faut lire les courbes.
Prenons par exemple la courbe bleue-verte qui doit correspondre à un capteur plan basique : Si la température ambiante est de 5°C et qu'on l'on veut monter l'eau à 35°C (Dt de 30°C) alors le rendement est d'environ 30% (30% de la puissance solaire est utilisée pour chauffer l'eau).
Si on prend la courbe bleue foncée on a environ 50% de rendement. Avec un capteur tube on arrive à 60/65%.
Avec un capteur à concentration le rendement sera au mieux d'environ 50% pour un DT de 0°C, et elle descendra très peu. L’intérêt est de pouvoir atteindre une température élevée, mais pour un chauffage ou prendre une douche ce n'est pas adapté. Avec un capteur à concentration bricolé le rendement sera encore plus bas.
Quoiqu'il en soit un proto permettra d'avoir des valeurs sur lesquelles s'appuyer.
Je comprendrai mieux ce graphique maintenant. Merci !
Ceci m'amène à poser la question suivante :
Un capteur Plan "standard" (courbe bleue foncée) transforme 50% du rayonnement solaire reçu et peut augmenter la température de l'eau (à température ambiante) de 30°C.
Mais que se passe-t-il si ce même capteur reçoit le double du rayonnement par effet de concentration ? Finalement tout le problème est là ?
PaillàDonF
Si ce capteur reçoit le double de rayonnement alors il pourra chauffer un débit 2 fois plus important de 30°C, ou chauffer le même débit d'environ 55°C, mais attention pour doubler le rayonnement il faudra plus que doubler la surface du concentrateur car il y a des pertes. Une partie de la lumière est absorbée, et une autre est réfléchie de façon diffuse.
Bonjour RomVi
C'est une bonne nouvelle : j'aurai des températures plus hautes !
J'ai choisi un réflecteur cylindrique pour son facteur (faible) de 3, largement suffisant je pense pour les températures que je vise, et sa large tolérance d'alignement, permettant un suivi rudimentaire.
Je ferai un prototype pour voir ce que cela donne avec un suivi manuel.
Je viens de découvrir, sur FS bien sûr, une discussion ancienne (2007) mais TRES intéressante sur les concentrateurs solaires non paraboliques
PaillàDonF
bonjour paillafond et tout le groupe,
je ne suis pas sur du montage que tu veux réaliser, veux tu faire tourner le capteur horizontalement ou verticalement ? désolé, je n'ai pas lu tout le fil et je viens de me réveiller, c'est peut être une question idiote..
peut-être devrais tu jeter un oeil (pas les deux, tu n'i verra plus rien, lol) sur le net avec la recherche "centrale solaire à concentration et miroirs cylindro paraboliques"
thierry.
je viens de trouver l'info,
tu veux faire aller ton système d'est en ouest, si j'ai bien compris,
les capteurs cylindro-paraboliques des centrales à concentration se contentent de pivoter en élévation, ça me semble plus simple à mettre en oeuvre, ne serait-ce que pour les jonctions hydrauliques et on ne perd peut-être pas trop de rendement,
thierry.
