Réalisation concentrateur secondaire

Un soleil, des miroirs, un réflecteur secondaire, un absorbeur : plein de questions d'optique.
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remyb
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Réalisation concentrateur secondaire

Messagepar remyb » Mer Fév 24, 2016 8:44 pm

Trouver la GOO (géométrie optique optimal), c'est super. Mais, rendre cette GOO réalisable, c'est mieux !

Le concentrateur secondaire réfléchie des rayons déjà concentrés par le Fresnel. Donc, toutes erreurs géométries engendrent des pertes qu'il faut considéré comme "multiplié" par le facteur de concentration du Fresnel !

Afin de maintenir le miroir parfaitement en place, je propose d'ajouter des nervures à l'intérieur du concentrateur.
CompositionConcentrateur.jpg
Exemple de composition d'un concentrateur secondaire
CompositionConcentrateur.jpg (67.66 Kio) Consulté 916 fois


A priori, une nervure tous les mètres devrait amplement suffire car il n'y a aucun force sur le réflecteur hormis sont poids propre et la pression de l'isolant.
A moduler selon la rigidité du réflecteur et son risque de déchirement... Et avec, au minimum, 2 nervures par tranche de réflecteur.

Tout d'abord, est-ce que la nervure engendre des pertes optiques ?
Si la nervure est réfléchissant, les pertes sont minimes. Équivalent à l’épaisseur de la nervure (par exemple 0.5 mm) qu'il faut diviser par l'espacement des nervures (par exemple 1 m). Si de plus, la tranche de la nervure est réfléchissante, la perte se limite à la surface horizontale en bas. On est proche de 1‰.
A mon avis, ça fait peut être moins que les têtes de vis utilisées dans le démonstrateur...


Composition (par nervure) :
  • 2 x plaques de contre plaquer découpées en creux (idem démonstrateur)
  • 1 x nervure semi-rigide réfléchissante découpé en positif, avec l'ajout de languettes trouées
  • 1 x rangé d'encoches correspondant aux languettes, réalisée sur le réflecteur semi-rigide
  • 5 x chevilles bois
  • + isolant et coque de protection (équivalent au démonstrateur)
Notice de montage :
  1. On forme le réflecteur en l'enroulant sur des tubes de divers diamètres
  2. On enfile les languettes dans les encoches en commençant par le centre
  3. Avec les deux profil en contre plaquer, on prend les languettes en "sandwich".
  4. Au travers du réflecteur, on presse la nervure contre le profil et on cheville lorsque les trous sont en face.
Pour le reste, pour l'instant, j'ai pas mieux que ce qui a été fait pour le démonstrateur. A noter que l'on peut ajouter des profils en creux intermédiaires (plus pour la rigidité de la coque, que pour le positionnement du réflecteur).

A mon avis, on peut obtenir :
  • Un positionnement géométrique très précis (presque aussi précis que la découpe avec laquelle on a réaliser les profils/encoche).
  • La possibilité de garder le "dard" du concentrateur jusqu'à son extrémité (à l'approximation de l'épaisseur prêt)
  • Une quasi absence de contraintes dans le réflecteur (pression de serrage mieux réparti qu'avec des têtes de vis), limite les déformations

Questions :
Est-ce que le contre plaquer tiendra la température de fonctionnement sur la durée ?
Est-ce qu'il est possible de découper le réflecteur au laser ? Ou au jet d'eau haute pression ?
Compte tenue de la taille du réflecteur, est-il possible de le mettre en entier dans la découpeuse ? Si non, peut-on le laisser dépasser de chaque coté de la découpeuse ?
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remyb a écrit :S'il n'y a pas de solution :idea: , c'est qu'il n'y a pas de problème :!:

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remyb
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Re: Réalisation concentrateur secondaire

Messagepar remyb » Dim Mars 20, 2016 7:23 am

Pour réduire les pertes thermiques de l'absorbeur, il y a deux possibilités :
  • Isolé
  • Réduire le différence de température
Pour la premiere, je pense que tout le monde voir ce que je veux dire.
Pour la seconde, il faut avoir une source de chaleur qui réchauffe l'extérieur de la coque de l'absorbeur.
Or, on en a une : le soleil 8-) .

Par exemple, le simple fait de peintre en noir la coque permet d'augmenter la température de celle-ci.
Mais une telle captation du soleil perd toute son efficacité dés qu'il y a un peu de vent... C'est pour cela que, sur les capteurs solaires thermiques plans, on interpose une vitre. Vous la voyez venir l'idée ?
:idea: Transformer les coté et le dessus de la coque de l'absorbeur en capteur solaire plan.
20cm sur 6 mètres de long, ça fait un bon 1m².
Les orientations ne sont pas exceptionnelles :
  • A plan pour le dessus (trés bien en été)
  • Plein Est (très bien pour le matin)
  • Plein Ouest (très bien pour le soir)
Mais c'est dégagé. On n'estalle pas le Fresnel à l'ombre d'un bâtiment. Donc, à 2métres au dessus, il y a encore moins de masquage !
De plus, contrairement à un capteur plan ou l'on cherche à chauffer de l'eau, la puissance que doit délivrer par ces 3 "capteurs plans" est nulle (en fait, elle est même négative). Autrement dit, l'estimation de la différence de température (\Delta t) est à chercher du coté de la température de stagnation d'un capteur plan bas de gamme !

Au niveau réalisation technique, cela revient à faire un serre agricole de 6m de long, mais de seulement 20 à 30cm.
Image
Et de la suspendre à 2.50m de haut :shock: .
Je voudrai bien voir la tête du fabricant de serre à qui vous allez dire ça :lol:

Si, en plus, un hurluberlu 8-) avait l'idée saugrenue de mettre un miroir vertical, au nord de l'absorbeur, plus haut que l'absorbeur, ce miroir aurait pour effet de doubler le rayonnement sur une partie de ces capteurs plans :D ...
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remyb a écrit :S'il n'y a pas de solution :idea: , c'est qu'il n'y a pas de problème :!:

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Re: Réalisation concentrateur secondaire

Messagepar remyb » Ven Mai 27, 2016 8:49 am

J'ai adapté le code de post Calcul de CNI et interpolation par arcs de cercle pour calculer la forme optimum de la nervure et du support :
CalculCNINervure.zip
Calcul de concentrateur non imageant adapté au concentrateur secondaire.
Ainsi qu'un exemple des fichiers svg et la liste des points
(26.63 Kio) Téléchargé 26 fois


J'ai mis un maximum de paramétrage, cela doit permettre de s'adapter à la géométrie du concentrateur solaire, à la précision de calcul, la tenu des languettes, etc. Par contre, ce n'est pas forcement pour un utilisateur quelconque

CalculCNINervureCanvas.png
Dessin d'ensemble du calcul
CalculCNINervureCanvas.png (106.8 Kio) Consulté 708 fois

A voir s'il faut faire une version simplifiée (et quels paramètres retenir !).
Idem pour la mise en page, format de sortie (le svg est vectoriel, mais, par exemple, il n'est pas accepté sur le forum)...
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remyb a écrit :S'il n'y a pas de solution :idea: , c'est qu'il n'y a pas de problème :!:


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