four solaire

  • Auteur de la discussion psemel
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P

psemel

Ouvrier
bonsoir,

voici mon mini four solaire réalisé à partir d'une parabole satelite de 80 cm de diametre.
La parabole ma servi de moule et je l'ai réalisée en fibre de verre, le revetement reflechissant est réalisé en Venilia aluminium.
L'electronique pilote deux moteurs CC.
Je pense faire fonctionner un stirling ou faire chauffer de l'eau.
Mes premiers essais ne sont pas satisfaisant au niveau de la poursuite du soleil, l'electronique et les capteurs sont difficile à régler et la poursuite à un retard non négligeable.
Pour faire chauffé de l'eau j'ai réalisé un capteur en alu qui fonctionne plutot bien.
Le rayon focalisé permet de faire fumer du carton en quelques secondes.

si quelqu'un à de l'experience en electronique pour rendre plus precis les mouvements de poursuite, je suis preneur.

DSCF5350.JPG
moteur pour l'elevation 100% recup

DSCF5349.JPG
orentation Est Ouest avec vis sans fin et materiel de recup.

DSCF5348.JPG
Vue arriere et circuits de commande

DSCF5347.JPG
vue de face. capteur en haut
 
C

CNC_FONTAINE

Professionnel
Salut,

Je m'y connais pas trop mais cherche peut-être du coté des téléscopes et table équatoriale, je crois que ces tables peuvent être équipées de motoreducteur avec vitesse variable pour pas très cher;
 
P

psemel

Ouvrier
bonsoir,

ce n'ai malheuresement pas le probleme de l'entrainement qui me pose un probleme, c'est la commande.
j'avait bien pensé aux moteurs PAP , mais il faut que la commande soit gerer par un PC ou un PIC.
Le probleme du PC c'est l'alimentation et la taille, et le PIC , c'est la programmation en assembleur.

l'ideal serait de rentrer comme donnée la date et'heure pour une mise à zero, le calcul serait fait pour une rotation sur un angle programmé, la nuit il y aurait un retour à l'Est et une inclinaison pour la protection du reflecteur, idem en cas de pluie.
 
S

SULREN

Compagnon
Bonsoir,

Demande aux tournesols comment ils s'y prennent. :-D

Je pense que tu n'a pas besoin de moteurs PAP. Il te faut des capteurs pour détecter l'orientation du soleil et de bons asservissements sur des moteurs à courant continu pour annuler l'écart entre l'orientation constatée et l'axe de la parabole.

Tu peux fonctionner avec une monture azimutale. Une monture équatoriale ne t'apporterait pas une solution complète en ce qui concerne le soleil, car la hauteur de ce dernier sur l'horizon varie tout au long de l'année.
La monture équatoriale est faite pour la poursuite des étoiles, car dans ce cas le problème de poursuite se ramène à la rotation autour d'un seul axe (l'axe des pôles de la terre).
 
J

JKL

Compagnon
Il n'est nullement besoin de PIC ni de PC pour faire une poursuite du soleil sauf à ne pas vouloir faire une initialisation manuelle chaque matin ou lorsque le soleil se cache. En effet la mise en place de 4 capteurs montés deux à deux en différentiel suivis d'un ampli OP puis de l'ampli analogique approprié aux moteurs convient parfaitement puisque au moins autrefois c'est comme cela qu'était assurée la poursuite de l'antenne parabolique des mesures lors des tirs d'Ariane.
Bien sûr la mise en mémoire dans un PC d'un calendrier astronomique pour assurer la poursuite du soleil est un plus si on veut une installation qui se fasse entièrement oubliée.
 
S

SULREN

Compagnon
Je n'ai pas encore bien réfléchi à la question mais je pense que dans le cas de ton four solaire, où tu n'as pas besoin d'une très grande précision de pointage de la parabole, tu peux réaliser les asservissement en tout ou rien, sans passer par des amplis OP et des asservissements analogiques.

Tu fais une écartométrie à 4 quadrants, comme dans les missiles à tête chercheuse.

Tu montes une loupe qui projette son point focal sur un disque divisé en 4 quadrants : A, B, C, D.
Puis tu fais une petite logique basée sur des cellules photo-électriques.
- Quand le faisceau tombe dans le quadrant A, les deux moteurs des axes de la monture azimutale tournent dans le sens direct.
- Quand le faisceau tombe dans le quadrant C les deux moteurs tournent dans le sens inverse.
- Quand le faisceau tombe dans le quadrant B, un moteur tourne dans le sens direct et l'autre dans le sens inverse.
- Quand le faisceau tombe dans le quadrant D, un moteur tourne dans le sens inverse et l'autre dans le sens direct (situation inverse de la situation précédente).
- Quand le faisceau tombe pile au centre du disque, statut quo, rien ne bouge.

Cela devrait fonctionner, non?
Bien sûr cela ne permettrait pas l'orientation du matin, mais pour cela il suffit de prévoir un dispositif qui ramène la parabole "au garage" le soir, prête à recevoir le soleil du matin, ou bien un jeu de miroirs qui renvoient la soleil situé latéralement dans les quadrants précédents.
 
A

Anonymous

Guest
Bonjour :-D
et félicitation pour votre projet que je vous souhaite de réussir
C'est une technologie qui m'intéresse et que je vais suivre de pres car ici nous avons un potentiel intéressant d'exploitation de cette énergie qui ne l'est pour le moment que dans l'exploitation de chauffe eau solaire - l'installation de panneau solaire pour la production electrique est tres peu développée chez nous

Il me semble qu'un membre du Forum ( Vika 58 ) je crois s'intéresse aussi à cette question
Sinon ci-dessous le potentiel en '' Soleil"" de la Nouvelle Caledonie ( source vikipedia )
Elle bénéficie aussi d'une exposition au Soleil particulièrement importante, avec une insolation cumulée de 2 408,6 heures en 2006. C'est le plus fort de Nouvelle-Calédonie et l'un des plus forts d'un territoire français, et c'est également à Nouméa que le rayonnement quotidien le plus fort de l'île a été atteint en 2006 avec 3 177 J/cm² le 14 janvier[14]. Le flux solaire maximal quotidien dépasse les 1130 W/m² en début d'année[15]. ( source vikipedia )
Cordialement

kamika
 
J

JKL

Compagnon
Sulren, on peut faire aussi ce que tu dis avec des capteurs thermiques : thermocouples, thermistances.
 
G

Graisy Rabbit

Apprenti
Bonjour a tous,

A l'antipodien,

Je ne suis pas un hyper spécialiste dans ton truc ...
Mais une parabole de télé ou de radio ne convient pas pour faire un condenseur de lumière !!!!!
il te faut un point focal bien plus petit ....
là tu a une tache elliptique, donc déjà de la dispersion .....
ensuite le rendement du Vénilia n'est pas terrible,
si tu es déjà a Lambda 0,2 c'est le bout du monde
il va même se déformer avec la chaleur, ce qui n'arrangera pas ton affaire

un miroir de télescope est bien préférable, même un mauvais à Lambda 10..
un bon peut aller jusqu'à 50...... 75 rarement 100
Le Lambda est la précision en % par rapport a la lumière jaune ( 555 nanomètre )
( un poil plus compliqué, mais je ne vais pas développer plus )
Pour piloter un moteur pas à pas un simple 555 et deux bascule JK
( sans l'aile sinon le JKL va encore frapper :=)))
font largement l'affaire le prix de revient en est dérisoire
si le moteur est gros 4 à5 Ampères tu as le droit au darlington !!!!!!

Bon a présent je me rendors ...
 
S

SULREN

Compagnon
Bonjour,
Graisy Rabbit a dit:
un miroir de télescope est bien préférable, même un mauvais à Lambda 10..
Certes! Mais indiques nous le prix d'un miroir de télescope de 500 ou 800mm de diamètre,... sans oublier de zéros.

JKL a dit:
Sulren, on peut faire aussi ce que tu dis avec des capteurs thermiques : thermocouples, thermistances.
Oui, n'importe quel capteur détectant où tombe le point focal de la lentille fait l'affaire.
 
N

Nico91

Compagnon
Pour améliorer la poursuite du soleil par tes capteurs solaire, il faut placer chaque capteur au fond d'un petit tube peint en noir mat, tu auras moins l'influence de la lumière ambiante et plus celle de la lumière directe qui parvient au fond du tube

Poursuite Solaire.GIF
Poursuite Solaire
 
S

SULREN

Compagnon
Re
Oui les tubes noirs limitent l'influence parasite du fond du ciel, MAIS il faut refaire ton dessin avec des rayons du soleil qui sont parallèles (il est situé à 150 millions de Km). Cela change un peu la donne.
Si on utilise une lentille de focalisation, son cône de focalisation limite forcément la longueur des tubes.
 
N

Nico91

Compagnon
SULREN a dit:
Re
Oui les tubes noirs limitent l'influence parasite du fond du ciel, MAIS il faut refaire ton dessin avec des rayons du soleil qui sont parallèles (il est situé à 150 millions de Km). Cela change un peu la donne.
Si on utilise une lentille de focalisation, son cône de focalisation limite forcément la longueur des tubes.

Oui, j'ai exagéré l'angle des rayons pour illustrer, après si l'on veux de asservissement angulaire au degré par rapport au soleil, il va falloir sortir le gros sous.

On peut peut être combiner une lentille de focalisation et les tubes
 
S

SULREN

Compagnon
Nico91 a écrit:
après si l'on veux de asservissement angulaire au degré par rapport au soleil, il va falloir sortir le gros sous.

Pas sûr. Si on revient à l'écartométrie à 4 quadrants dont j'ai parlé plus haut et qu'on utilise une lentille de 50 cm de longueur focale, 1 degré de dépointage de l'axe de la lentille par rapport à la direction du soleil provoque un déplacement du point focal de 0,9 cm (sauf erreur car je fais cela à la louche).
On peut détecter un tel déplacement de la tâche lumineuse sans faire appel à de la métrologie de précision.
 
J

JKL

Compagnon
Les capteurs thermiques s'affranchissent de la lumière ambiante et un montage en différentiel ( un ampli OP ça vaut 4 sous ) décuple la sensibilité au déplacement apparent de l'image du soleil.
 
S

SULREN

Compagnon
Si j'avais à réaliser un "tournesol artificiel", système de poursuite du soleil, j'utiliserais aussi des capteurs thermiques et plus précisément des thermocouples (bricolés par moi à partir de fils de câbles de compensation multibrins).
Un thermocouple en fil fin a un temps de réponse "très court", c'est à dire tout à fait compatible avec le problème posé.
Je monterais aussi les thermocouples sur un ampli OP en différentiel deux à deux pour m'affranchir des grandeurs perturbatrices (lumière ambiante, température ambiante, tension d'alim, etc).
Je ferais 4 quadrants en feuille de cuivre fine et un rond central vide. Les 4 quadrants seraient séparés thermiquement les uns des autres et sur chacun d'eux serait collé les thermocouples.

Par contre je ne dirais pas qu'un capteur thermique s'affranchit par lui-même de la lumière ambiante. Il la "sentira" au point focal de la lentille, comme il sentira les infra rouges, les ultraviolets, les rayons X et tout le rayonnement électromagnétique.
C'est le principe du bolomètre inventé au temps de nos arrière-arrière-grands parents.
 
P

psemel

Ouvrier
bonsoir,

l'electronique que j"ai actuellement provient des informations de ce site.
http://www.redrok.com/electron.htm
j'ai tester les leds et j'ai actuellement des photoresistances.

J"ai 4 photoresistances qui sont séparées par une "croix" en pvc noir qui me donne de l'ombre entre les 2 cellules d'un axe.
L'idée des 4 tubes en carton est peut etre la solution pour plus de precission.
je vais essayer ce week end.
Pour repondre aux autre questions,
concernant le venilia, il n'y a aucun probleme concernant sa tenu.
La parabole n'est pas parfaite au niveau du point de focalisation, j'ai des dispersions sur environ 10 cm de diametre, ce qui provient certainement de la parabole d'origine, des imperfections du moulage et du revetement mais c'est tres satisfaisant pour mon application.
 
F

fabricio

Ouvrier
en reprenant l'exemple de nico ne serait 'il pas possible de mesuré la différence de courant crée
la cellules fournissant le plus de tension étant naturellement la plus exposer au soleil

le guidage s' arrêterait quand les 4 cellules s' équilibre avec +- de marge
par contre je sais pas ce que ça implique niveau élèctronique

parabole.jpg
 
S

SULREN

Compagnon
Bonjour,
Déjà dit hier: Le soleil est à 150 millions de Km de la terre et ses rayons arrivent sur tes tubes en étant parallèles. Les 4 tubes reçoivent dont le même signal, plus ou moins élevé en fonction de leur orientation face au soleil.

Pour pointer la parabole avec ce système il faudrait mettre en place un système de balayage avec recherche de maximum de signal, système pour lequel un seul tube suffirait. C'est faisable mais difficile.
 
J

JKL

Compagnon
Je ne pense pas qu'un seul tube suffirait car dans tout asservissement ( même celui du pauvre ) il faut deux informations : la valeur de l'écart entre le signal et la consigne et son signe. Avec un seul tube on aurait bien l'écart mais pas le signe.
Pour ceux qui veulent se faire un héliostat GOOGLE vous donne des exemples.
 
S

SULREN

Compagnon
Re
JKL a dit:
Je ne pense pas qu'un seul tube suffirait car dans tout asservissement ( même celui du pauvre ) il faut deux informations : la valeur de l'écart entre le signal et la consigne et son signe. Avec un seul tube on aurait bien l'écart mais pas le signe.

C'est faux. Je suis Désolé!
Une seule information peut suffire si on fait un balayage comme je l'ai dit. Cela s'appelle en sciences une recherche d'extremum.
On fait tournoyer lentement le tube et on regarde comment évolue le signal capté. On oriente préférentiellement le tube vers les directions qui font augmenter le signal (d'après le gradient constaté) et on finit ainsi par trouver la direction qui procure le signal maximum, c'est à dire dans ce présent la direction du soleil.
On oriente ensuite la parabole dans cette direction.

PS: JKL, toi qui a travaillé dans le laser: ce système de balayage a été utilisé pour faciliter l'appontage des avions sur les porte avions. Un coin de cube était monté sur la jambe du train d'atterrissage de l'avion et un faisceau laser envoyé depuis le pont balayait l'espace dans la direction globale de l'avion. L'écho laser reçu était mesuré et on recherchait la direction donnant l'écho maximum.
Cette direction était celle du coin de cube donc celle de l'avion, a qui on envoyait ensuite des instructions pour qu'il se mettre dans l'axe du pont. Un seul capteur suffisait. C'était bien plus précis que le radar.
 
N

Nico91

Compagnon
fabricio a dit:
ok et si on biseaute comme ça

ça ne change rien en fait, le soleil est bien trop loin :???:

ça marcherait avec une source de lumière proche. Surlen à raison :wink:
 
F

fabricio

Ouvrier
ok si il est dans l'alignement du soleil mais dans le cas ou la parabole n'est pas bien placer, l'ombre générer par les biseaux ne suffirait pas?

bon c'est sur ca manquerait peu être de précision

de toute manière c'est surement pas sur les coté de la parabole qu'il fraudais faire ça car ça voudrait dire que la parabole renverrait la lumière en direction du soleil hors il faut que le rayon change de direction pour pointer vers l'objet a chauffer
 
N

Nico91

Compagnon
fabricio a dit:
ok si il est dans l'alignement du soleil mais dans le cas ou la parabole n'est pas bien placer, l'ombre générer par les biseaux ne suffirait pas?

bon c'est sur ca manquerait peu être de précision

de toute manière c'est surement pas sur les coté de la parabole qu'il fraudais faire ça car ça voudrait dire que la parabole renverrait la lumière en direction du soleil hors il faut que le rayon change de direction pour pointer vers l'objet a chauffer

Le problème c'est que les rayons voient le même presque le même rayon alors pas biseau ou pas ça ne change presque rien.

Par contre si on inclinait un capteur vers le droite et l'autre vers la gauche, ils n'auront pas le même éclairement au fond du tube, il suffit alors de chercher à avoir l'équilibre entre les deux, nan !!

hummmmm... pas sur :???:
 
W

wika58

Compagnon
J'avais loupé ce post pour lequel j'ai bcp d'intérêt. :roll:

J'ai fait un proto il y a qq temps pour du tracking pour du photovoltaïque et le principe que j'ai utilisé (trouvé sur un site US) est similaire au principe exposé par Nico.

Le principe est de jouer avec une ombre projetée.

Quand le système est parfaitement aligné, les 4 capteurs sont à l'ombre d'un disque monté à qq cm des capteurs. Dès que le soleil se déplace, la transition est très franche et le système se déplace à faible vitesse dans le ou les axes(s) pour retrouver l'équilibre...
Et le soir, quand le système arrive sur un fin de course "Ouest", une logique le ramène jusqu'au fin de course "Est". qui est réglé à une position en azimuth où le soleil passe systèmatiquement en toute période de l'année...

Sur la solution analogique, le problème est le passage de grands nuages...
Et j'avais aussi envisagé une solution µcontrôleur mais je ne sais pas programmer...

Ah oui, ete au niveau des capteurs, ils utilsent des LED (verte) :eek: ... et ça marche :!:

mais il y a des tas de solutions: système de ballast où le fluide passe d'un ballast à l'autre par diff. de t°, ...
Je n'ai pas les liens ici mais j'essaie d'y penser ce WE et je les poste...

Je voudrais aussi faire un four solaire pour surchauffer l'eau en sortie de panneaux solaires "thermiques".
je vais suivre le post...
Bonne continuation. :wink:
 
G

Guerrand olivier

Apprenti
Bonjour
Essayez de vous procurer l'ouvrage de JL PERRIER aux Editions Technique et Scientifique Françaises.
C'estait un professeur d'université qui avait monté un héliostat de 60 ou 70 m2 et qui décrit dans cet ouvrage plans a l'apuis tout le systéme dont l'asservisement de poursuite du soleil.
Si vous ne le trouvez pas je pourrais vous envoyer une photocopie des quelques pages qui traitent de ce montage .
 
F

fabricio

Ouvrier
sans parler de la poursuite j'avais vue dans une émission de télé le fonctionnement d'un télescope avec 2 paraboles une petite et une grande qui permettait d'amplifier le signal

le principe
la première parabole de fort diamètre absorbait un maximum de rayon pour ensuite les renvoyer sur la second beaucoup plus petite afin de concentré le faisceau
puis le faisceau passais au centre de la première parabole

j'ai fait une image
le cylindre a l'arrière serais l'objet a chauffer

parabole3.jpg
 
W

wika58

Compagnon
Guerrand olivier a dit:
Bonjour
...Si vous ne le trouvez pas je pourrais vous envoyer une photocopie des quelques pages qui traitent de ce montage .

Je suis preneur... :wink:
Peut-être pourrais-tu publier la tables des matières comme cela on pourrait demander en fonction de tel au tel point qui nous intéresse.
D'avance merci. :oops:

Sinon Fabricio, ton principe est intéressant :wink:

Quelqu'un a-t-il des infos sur la méthode de calcul et de réalisation de ces paraboles? :roll:

@psemel,
J'ai aussi essayé les LED et quelle est ta conclusion? lesquelles as-tu utilisé?
Je dois dire que ça fait 2 ou 3 ans que je me suis amusé à faire mon proto et il que je m'y replonge... :-D
Peux-tu un peu montrer la partie four pour chauffer l'eau?
 
J

JKL

Compagnon
Je signale quand même à ceux qui ne veulent pas s'embeter avec de l'électronique et des capteurs que s'agissant du soleil on peut se contenter de monter la parabole sur un axe en rotation // à l'axe de rotation de la terre ( monture équatoriale ) entrainé par un motoréducteur synchrone sur le secteur et faisant un tour en 24 heures. Le pointage en azimut pouvant très bien être fait visuellement ( avec les protections oculaires appropriées bien sûr ) à tout moment de la journée une fois de temps en temps car il ne change que très lentement environ de 46° en 6 mois soit 0,2° d'un jour à l'autre. Certes il faut que la rotation puisse se faire sur 360° pour ne pas avoir à se recaler chaque matin. Sauf en cas de panne du secteur le système se moque de tout même du passage des nuages en plus ça peut donner l'heure approximative, ou même fonctionner mécaniquement sans électricité avec un mouvement d'horlogerie ( fabrication à faire soustraiter auprès de nos horlogers amateurs ).
J'ai lu récemment que l'on gagne 30% de puissance convertie si les panneaux photovoltaïques sont orientés en héliostat plutôt qu'à peu près au mieux pour toute l'année.
 

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