Проектируем солнечную установку из спутниковой антенны

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Может кто-то объяснить физику такого большого фокального пятна? Почему не удается создать пятно меньшей площади?
Спутниковая тарелка, вообще в пару-тройку миллиметров пучок радиоволн собирает, в чем сложность со светом?

 

Если вы напылите зеркальное покрытие одинаковой толщины, на спутниковую тарелку с очень хорошей геометрией то все будет идеально (дешевые тарелки, как правило имею хреновую геометрию, в отличии от дорогих, потому что на заводе штамповочную форму меняют реже, чем на "крутом заводе", и материал сплава так же важен, чтобы в процессе перевозки тарелку не погнуло.)
А мы в качестве зеркального покрытия используем листовой металл. Покрытый фольгой например. Мягко говоря, это не лучшие с точки зрения геометрической оптики материалы.
Промышленные установки собирают фокус в 20 сантиметров, при диаметре тарелок в несколько метров.
Если у вас получится повторить такое дома. Я только за.
В своей установке, при диаметре параболы на срезе 3 метра, попробую уложить фокус в 7-10 см. Надеюсь получится. Но если не получится, ничего страшного. Я все равно не могу найти тут алюминиевую трубу толще 70мм. В леруа почему то более толстые не возят.


Про пару тройку миллиметров вы погорячились. Там довольно обширный лепесток получается, диаграмма направленности называется помоему, но я не уверен.
Подробней можете почитать в литературе на тему "основы теории антенн".


Есть еще один важный момент. Если использовать короткофокусную параболу. То трубу с теплоносителем будет засвечивать практически со всех сторон, а не только нижнюю полусферу как у меня.
Естественно КПД будет выше.
Только площадь поверхности зеркала тоже придется увеличить, а это материалы, геморой, и т.п.


Осенью я на своем макете варил яйца в казане из литого алюминия, черного цвета. Долго пришлось варить. Много мимо казана уходит, работает тока узкая полоска. Часа полтора варились.

 

Можно провести мульен экспериментов...Дешевизна здесь меж двух огней:большой не точный самопал и маленькое высокоточное оборудование.Из ружья за километр в слона не попадешь-не долетает,из пушки долетает,но попасть труднее.Пушка рулит.Собирая лучи от зеркала мы увеличиваем концентрацию энергии на площади.На плоской поверхности,а тем более на трубе увеличиваются потери из-за переотражения.Здесь и надо их (потери) минимизировать.Приемная часть в виде угла 90 градусов.Профильная труба(прямоугольник в сечении) по 2-3 на ребрах.Уголок этот закрывается стеклом шириной 30см.Устанавливается выше прямых солнечных лучей стеклом вниз.Наклон биссектрисы на юг не более 15 градусов,т к при этом северная часть уголка будет 30 гр.к горизонту и это минимально эфф.угол для градиента(удержания и подъема)нагретого воздуха к вершине угла.Концентрация-от 8-10 до 20,т е если фокальная зона 20см-ширина пораболы от 2 метров.Солнечный свет имеет круговую поляризацию(как мячи регби бОльшей осью нанизанные на ниточку) и при малом угле падения и отражения сильно поляризуется(на этот мяч наступили),что ведет к потерям.Вывод:фокальная плоскость повыше и из-за этого южнее.Угол падения и отражения в нижней части пораболы не больше 30 гр.от перпендикуляра.Центр параболы,приемная часть и солнце тут далеко не на одной прямой-будет сильная аберрация...

 

По-простому солнце имеет свои размеры, чем дальше фокус тем больше пятно. В моей установке пятно - 4 см, был бы фокус дальше, пятно естественно увеличивается.

Сантехсан большое спасибо за совет, я тут как раз мучался вопросом - как тепло изолировать приемную трубку, и как поставить стекло. Теперь ясно - попросту нужно приварить уголок.

Дальше не совсем понял, про биссектрисы и т.д. нарисуйте пожалуйста, чтоб правильно все реализовал.

Зачернение у меня за 2е суток сильно ухудшилось. Краска осталась на месте, но почему-то после окончательного высыхания стала сильно блестеть, надеюсь со временем станет матовой.

Другой вопрос - какой негорючий, не вредный, не вызывающий ржавчину металла, теплоноситель можно будет использовать для концентратора?

 

Масло машинное, я для плоского СК хотел использовать... ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНО!

 

По мне, так для теплоизоляции вполне подошла такая трубка из орг стекла.
http://plastics.com.ua/page2247.html тут есть они.
Насчет формы теплоприемника, как раз круглая поверхность наиболее повторяет форму зеркала, расположенного под ним. Про уголок если честно не понял). Нарисуйте).

 

Писали в ХиЖ что добавка 2% "жидкого стекла" в воду избавляет от коррозии.

 

Рисовать на компе не умею,попробую словами.Представим приемную часть в виде крыши дома.Между скатами крыши угол 90 градусов.Устилаем изнутри профильными трубами.Снизу стекло.Такой приемник для лучей снизу.Но лучи от параболы не обязательно направлять верт.вверх,можно и наклон на юг 15 градусов.И "крышу"наклонить на юг на 15 градусов.И тогда луч от центра пораболы будет бить по биссектрисе "крыши".Мы задираем отраженные лучи вверх и отражение растягивается с севера на юг(когда ось увелич. стекла отворачивают от падающ.луча-фокус из точки превращается в отрезок-это аберрация).Сделать неправильную параболу с компенсац.аберр.очень сложно.Проще раздить параболу на длинные сегменты.Каждый сегмент из 2-3 фиксированных меж собой полос шир.20см.Угол фиксации меж полосок подбир.экспериментально.Затем эти сегменты вручную направлять на приемную часть.Под "крышей" можно и медь зачерненую с трубками.Какие еще предл.по приемн.части?Носитель трансформаторное масло не подходит?


А если медную трубку прокатать через вальца и сделать подошву до 1 см и припаять к медн.полосе с мин.толщиной припоя(у припоя плохая теплопроводность и утончая его и увеличивая площадь улучшается теплопередача).Это лучше чем обпаивать трубку с двух сторон.

 

Я может не понимаю чего-то. Но делать концентратор статичным, без возможности слежения за солнцем, совмещение бесполезного и неприятного имхо.
Статичные концентраторы в африке использую, где солнце над головой висит и никуда не перемещается с линии установки концентратора.


Насколько я понимаю тему - теплоизолировать приемник концентратора, нужно только для использования системы зимой. Весной, летом, осенью... он отлично шпарит и без изоляции. Изоляция усложняет конструкцию. Следовательно затраты на создание изолированной будут выше.

 

Только, что пробовал в фокус поместить солнечный элемент, думал существенно увеличится ток, была мысль нацепить их на профиль свето приемника, и охлаждение будет хорошая и энергия. Так вот хренушки элемент выдавал: просто на солнце 0.72А в фокусе 0.84А т.е. смысла в этой затеи нет.

Изолировать стеклом, нужно потому, что на такой площади приемника все-таки идет довольно сильная теплоотдача через воздух, из-за этого мощность ниже.

Про уголок смысл такой - если светить на плоскую черную поверхность, и на допустим радиатор компьютерный зачерненный, то радиатор поглатит света больше, т.к. там начнутся внутренние переотражения, между пластинами.

 

Про радиатор, согласен. Но он площадью всех этих пластин и излучать будет в ик диапазоне. Хитрые буржуины в промышленных концентраторах использую практически зеркальные трубки, с покрытием "черный хром". Такое покрытие меньше излучает. Нашел фирму, которая гальваникой занимается, и может такое покрытие сделать на алюминиевой трубе. Но заказ до лета принять не смогут.
Типа какие то там проблемы у них. Вот).
Интересно сколько может стоить гальванизировать трехметровую трубу.


Вейдер, вы с макетированием скоро закончите, думаю. И решите собирать уже суръезную установку. Или нету таких планов?

 

так это в первую очередь и надо было спрашивать. И сразу ясно - стоит тогда ввязываться или купить селективный СК типа Сокол. Поскольку установка с тарелкой оно конечно интересно, но воду в ней греть (а хоть бы и кипятить) - дело сомнительное. В промышленных - пар 500оС, кажется

 

Тему нада переименовать. От тарелки мы уже отошли, в пользу параболоцилиндроида).


Сокол, унылое реутовское овно... Стоит как чугунный мост. Толку от него, как от домашнего плоского СК.

 

Ну да, я по инерции...
Но сути дела это не меняет. Для электростанции солнечные модули концентрирующие - это понятно, но для нагрева воды? Солнце не обманешь - если мало светит на кв.м - значит мало, как не концентрируй. Если холодно - значит, холодно, нужна теплоизоляция трубы. Работать зимой конечно будет, а смысл?

Про черный хром. Хитрые буржуины его не используют - это прошлый век. Они без гальваники, вакуумным напылением, да слоев 5 разных.

 

Monthly Averaged Insolation Incident On A Horizontal Surface (kWh/m2/day)
(Данные NASA)
1.65 - средняя цифра за 22 года наблюдений.
Месяц - февраль.
Место - Новосибирск.
Может кому 1.65 и мало, а мне кажется, очень даже не плохо.