Дешёвый солнечный концентратор и парообразователь на Arduino. Зеркала и пар с температурой до 250°C



    Солнечную энергию можно собирать и использовать разными способами. Один из самых простых и эффективных — зеркальный рефлектор и концентратор. Его не сложно изготовить своими руками.

    Рефлектор отражает солнечные лучи и концентрирует их на ёмкости с водой. Та нагревается и вскипает, выдавая струю пара. Конструкция устройства довольно проста, главное — чтобы зеркала автоматически поворачивались на нужный угол и следили за Солнцем.

    Полученный пар направляем, например, в духовой шкаф для приготовления пищи, по трубам на обогрева дома, в турбину для генерации электроэнергии, в двигатель, холодильник и т.д. На самом деле, если посмотреть на какой-нибудь производственный процесс, то почти любую его часть можно перевести на пар.

    Самодельный парогенератор Solar-OSE на линейных зеркалах с управлением от платы Arduino стал одним из самых интересных экспонатов на французской конференции мейкеров POC21, посвящённой самодельным экологическим проектам.









    Недавно авторы выложили в открытый доступ под лицензией Creative Commons инструкцию по сборке устройства. Такой компактный прибор на 1 кВт отлично подходит для малого бизнеса, особенно в сельской местности. Если объединить несколько модулей, то мощность повышается в несколько раз.

    По оценке мейкеров, стоимость всех деталей парогенератора составит примерно $2000, но есть разные варианты экономии.

    Инструкция в pdf (42 шага)

    Примерное время сборки: 150 часов. Одна неделя, три человека.

    Исходный код для Arduino

    В инструкции приводится полный список и размеры всех материалов, а также необходимые для работы инструменты.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 17
      +1
      Даешь чертеж легко повторяемой паровой машины! А то солнца у нас не всегда много, но вот дров — навалом :)
        0
        Может, копнуть в сторону Стирлинга?
          0
          Их сейчас производят и даже продают. Есть газовые котлы со Стирлигом — и тепло (обогрев дома + горячая вода), и электричество.
        0
        А почему концентратор не матово-черный? Мне кажется эффективнее было бы
          +1
          Как я понял, самой трубы концентратора нет, зато есть крепления для него.
          Думаю, если сделать термосифон — можно увеличить эффективность в разы, и сделать локальный источник нагрева, например для двигателя стирлинга. Или провести трубу прямо в дом, в бойлер.
          Если сделать кинематику грамотную, можно обойтись одним шаговым двигателем.
          Цена конечно, мягко говоря, завышена, в русских условиях из спичек и желудей такое можно построить за 2-3 тыщи рублей :-))
            0
            Да, на фото без трубы, в инструкции по ссылке труба вполне матовая и черная http://cdn.instructables.com/FNA/WDP6/IGJAQW5N/FNAWDP6IGJAQW5N.MEDIUM.jpg
          +3
          Ничего себе, дешевый — $2000. И куча ненадежных серв. Солнечная фотоэлектрическая панель + кипятильник = профит. Даже с учетом КПД получится куда дешевле, надежней и универсальней.
            0
            Если цель тепло, есть более специализированные и намного более эффективные варианты.
            Есть в т.ч. российского производства. 1 кВт в районе 300 $. Готовой техники заводского изготовления, с гарантией.
            Правда там 250 градусов не будет, так что турбину крутить эффективно не получится, но на хорошем солнце до 120-140 градусов получается.
            +2
            Не могу найти, неужели это конструктивно сложно или неоправданно дорого?

            Конструкция автоматического поворота зеркал в сторону источника тепла за счет нагрева/охлаждения воздуха-в-поршне/металла-пружины. Конструкция примитивная — несколько пружин, расположенных по кругу (в пределах движения солнечного луча) находятся в тени кроме какой то одной из них, в зависимости от положения светила, каждая отклоняет зеркало в какую то одну сторону, сцепление, например, на основе точечного шарнира, будет стремиться к равновесию и поворачиваться за солнцем (вопрос калибровки сторон рычагов).
              0
              Расскажите, пожалуйста, о подобном устройстве поподробнее, или сможеете показать, где подобная система применяется?
                0
                Идея на самом деле примитивна, сложнее ее реализовать, так как все пере движения не линейны (точнее не ровные но непрерывные) и их необходимо привести к движению по окружности.

                Центральная окружность подвижна (шарнирное сцепление снизу) и наклоняется в любую сторону.
                Три пружины — это схематичное обозначение чего-либо, расширяющегося при нагревании (например поршни с воздухом или пружины), жестко зафиксированы на корпус (внешняя окружность) с внутренней стороны и свободно двигаются снаружи, по центру каждой проходит ось передачи этого движения и так же шарнирно закреплена на сторонах центральной окружности, таким образом при попадании света только на одну пружину центральная окружность наклоняется в ее сторону.

                Чтобы обеспечить попеременное освещение пружин над ними в корпусе размещены прозрачные окна и их положение и размеры вопрос тюнинга всей конструкции.
                0
                Можно попробовать использовать фотодиод типа ФДУК. При угле отличном от 0 при визирования на солнце из-за большего коэффициента отражения при угле, соответственно, сигнал на фотодиоде бедет меньше. Просто ищем по сигналу наилучшее положение.
                +2
                И еще вопрос, зачем КАЖДОЕ зеркало снабжать сервомотором, датчиком, тратиться на схему управления… когда вся она двигается работает вполне детерминировано… там вообще будет достаточно пары некруглых зубчатых колес на каждое зеркало и одной ременной передачи на все.
                  0
                  Да не нужно здесь вообще ничего крутить и зеркалить. Есть солнечные коллекторы — куда проще? И цена раза в два ниже.
                    0
                    Предполагаю все зависит от целей для которых коллектор используется. Предполагаю что те о которых говорите вы не могут нагреть теплоноситель до сотен-тысяч градусов
                      0
                      До кипения воды почти все они нагревают, многие до 120-150гр могут на хорошем солнце. Чего достаточно для готовки, отопления, горячего водоснабжения и т.д.
                      А до тысячи или хотя бы 300-400 (чтобы паровую турбину напрямую крутить и вырабатывать электричество с приемлемым КПД) и эта фигня тоже не нагреет если только не делать гигантских размеров с фокусировкой в одну точку.
                  0
                  Сделать общую рейку с отфрезерованными фигурными прорезями
                  по прорезям скользят рычаги поворота зеркал рейка может двигаться продольно на 50-100 мм при этом поворачивая зеркала произвольно
                  или вращающийся цилиндр с прорезями,
                  или ось с насаженными фигурными дисками.
                  вариантов много

                  даже без датчика по часам и времени года можно в нужное положение выставлять

                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                  Самое читаемое