Show HN : concentrateur solaire automatisé fait maison
(github.com/remipch)Aperçu
- Panneau de miroirs orientables (actuellement 48 miroirs concentrateurs, pour un total de 1 m²)
- Cible fixe (actuellement un simple four en béton avec une plaque métallique noire et du verre trempé)
- Dispositif de supervision : système de contrôle électronique qui mesure la cible et envoie des commandes aux moteurs
Le 26 juin 2024, après avoir ajouté du papier aluminium à l’intérieur du four pour améliorer l’isolation, la température du four est montée à 210°C après 30 minutes.
Vidéo du 8 juillet 2024 :
- la première moitié montre le processus d’assemblage (vitesse x10)
- la seconde moitié montre environ 7 heures de suivi solaire automatique (vitesse x600)
Précautions
⚠️⚠️ Ce projet peut blesser les personnes ou les animaux à proximité ⚠️⚠️
- Peut provoquer une cécité permanente, des brûlures cutanées ou l’inflammation d’objets
- Même hors tension, le soleil reste concentré 48 fois sur une petite zone
- Ce point focal continue de se déplacer selon une trajectoire difficile à prévoir
- Dans son état actuel, il doit être surveillé en permanence et, en cas d’anomalie, les miroirs doivent être rapidement couverts
Points clés
- Peut produire jusqu’à environ 1000 watts de chaleur en consommant 3,8 watts 💰
- Utilise uniquement des composants et matériaux standard, bon marché et faciles à trouver 🧱 🔩
- Ne nécessite pas de construction de haute précision et peut être réalisé facilement avec des outils courants 📏 🪚
- Facile à assembler et à démonter 🪛
- Facile à comprendre et à modifier 🔎
- Open source 🔓
Limites de cette version :
- aucune couche de sécurité n’est implémentée (voir l’avertissement ci-dessus ⚠️)
- une étape manuelle initiale est nécessaire avant que le panneau puisse suivre automatiquement le soleil
- un seul panneau peut être contrôlé
- ne fonctionne pas par temps nuageux (l’utilisateur doit retirer les nuages du ciel 😄)
- divers modes basse consommation pourraient être implémentés pour réduire fortement la consommation électrique
Produits utilisés hors de leur usage initial pour construire ce projet :
- le verre trempé utilisé pour le four provient d’une étagère Ikea
- les miroirs sont des miroirs décoratifs de salle de bain
- les moteurs sont des moteurs de maquettes bon marché
Analyse technique
La structure du projet reflète l’analyse technique. Des informations détaillées sont disponibles dans les sous-dossiers correspondants :
- mécanique ⚙️ : modèles 3D des pièces utilisées pour le panneau solaire
- électronique 🔌 : schémas et layout de la carte de supervision personnalisée
- logiciel 💾 :
- simulateur : évalue la puissance théorique reçue par la cible pour une configuration matérielle donnée
- contrôleur de supervision : firmware ESP32-CAM basé sur le framework ESP32 d’Espressif
- le composant de supervision définit la logique de haut niveau
- le suiveur solaire calcule les commandes moteur pour maintenir la lumière solaire au centre de la zone cible
- le détecteur de cible repère la position de la cible dans l’image
- l’interface web permet à l’utilisateur d’interagir avec le dispositif de supervision
- le composant moteur contrôle les moteurs depuis l’application ESP32
- le composant image fournit des fonctions générales de traitement d’image
- contrôleur moteur : firmware Arduino Pro Mini pour le contrôle des moteurs
Étapes suivantes
L’étape suivante consiste à contrôler plusieurs panneaux afin d’obtenir quelques kilowatts de puissance de sortie. Cela ouvre les possibilités suivantes :
- faire bouillir rapidement de grands volumes de liquide
- dessaler ou stériliser de grandes quantités d’eau
- cuisiner ou stériliser de grandes quantités d’aliments
- faire fondre du plastique, du métal ou du verre
- augmenter la production de panneaux solaires grâce au solaire concentré
Licence
Copyright 2024 Rémi Peuchot
- le dossier
electronicsest distribué sous licence Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 - le dossier
mechanicsest distribué sous licence Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 - le dossier
softwareest distribué sous licence GNU GPL 3
Résumé GN⁺
Cet article présente un concentrateur solaire automatique fait maison. Le projet montre qu’il est possible de produire de la chaleur avec un bon rendement à partir de composants bon marché. Il présente toutefois plusieurs limites, notamment des enjeux de sécurité et la nécessité d’un réglage manuel initial. Il peut intéresser les personnes qui souhaitent exploiter l’énergie solaire, et mérite d’être comparé à des concentrateurs solaires commerciaux aux fonctions similaires.
1 commentaires
Commentaires Hacker News
Un chercheur en optique non imageante porte une appréciation positive sur la mise en œuvre d’un contrôle en boucle fermée dans un concentrateur solaire
Présentation d’une expérience intéressante sur la collecte d’énergie solaire
Mention de la puissance du rayonnement solaire concentré
Proposition d’une méthode pour concentrer davantage la lumière solaire en créant une grande surface courbe avec du sable mouillé
Avis selon lequel des collecteurs solaires non imageants pourraient être plus efficaces
Partage de l’envie de fabriquer, si l’espace le permet, un concentrateur solaire capable d’alimenter un petit moteur thermique
Question sur le fait de savoir si l’angle entre chaque morceau de miroir et la plaque arrière est fixe
Question sur la possibilité de réduire les risques à l’aide d’une couche diffusant la lumière
Évaluation négative de l’avenir de cette technologie en raison de l’arrivée de cellules solaires bon marché
Mention du caractère impressionnant de la comparaison énergétique du projet