Прототип солнечного концентратора в Хабаровске

@FreeHead, Спасибо за конструктив.
Закипание особо не беспокоит т. к. конечно же ставим ИБП с аккумуляторами на резерв, но "раз в сто лет и палка стреляет". И т. к. мы расчитываем на большой срок эксплуатации, то бывали выходы из строя ИБП, аккумуляторов, или просто по недоразумению отключали ИБП. А тут еще сама конструкция себя защищает. Зайчик уходит из фокуса, если долго не подстраивать параболу.

Дин рейку все таки хочу, т. к. нужно спрятать все кишки и сделать законченное устройство, которое и отдельно можно реализовать. Желание вынести на лицевую сторону кнопки это правильно, если надо постоянно что-то подстраивать, но по идее в солнечник вообще лазить не нужно. 1 раз настроил, включил, забыл. А на мониторчик смотреть достаточно через окошко шкафа. Шкаф планируем внутри помещения, поэтому мороз не страшен.

Про AVR. На ней сделан только прототип, а серийную плату разработал уже под stm32f4. А уней скорости и всего остального уже за глаза. Заодно прикрутил датчик атмосферного давления. Если сильно давление упадет (т.е. тучи), то установка припаркуется сама.

Про привод. В серийной версии антенных актуаторов уже не будет. Будет "пространственный редуктор" - метровая шестерня + редуктор (подсмотрел у американцев).

 

(А наше дело собирать ВСЕ по максимуму и утилизировать) .а что собирать? на каких углах? какой спектр? какая интенсивность? есть ли такие данные, без привязки к установке часто собранной из пленки и палок.?люди делают многогектарные концентраторы и у них эти данные есть. я их найти не могу. поэтому мы делаем установки похожие на те, что на фотках не понимая что не так. выкладывают в сеть почасовой график сбора энергии и непонятно-не то установка кривая, не то руки, а может солнце светить перестает. по спектральным особенностям алюминия, нержавейки и стекла тоже есть вопросы.

 

@Nikandobvan, Раньше данные брал на сайте NASA и выкладывал для разных городов здесь на форуме. Потом отслеживать тему времени уже небыло, и у NASA что-то поменялось на сайте, и теперь не могу найти новые данные. А раньше там было всё. И для разных углов, и времени года, и среднее количество пасмурных дней и т. п. Данные спутниковые, более менее точные, усредненные за 20 лет.

 

Тут вот есть- Солнечные панели на поворотном трекере 5м высота башни. обещает ветроустойчивость до 150 км в ч.(не верится.) но ашня и привода есть. а солнечные батареи или зеркала там будут -это все равно. здесь не менее 10 м. кв.

 

Вот график снятия энергии на полноповоротном трекере (правда это сб).видно,что ранним утром сразу не менее 70% .так что разговоры о сложности и неэкономичности полноповоротного трекера-болтовня.мы теряем не менее 50% энергии за счет упрощения конструкции.

 

@Nikandobvan, для сравнения нужен график снятия энергии упрощенной конструкции, потом это положить на сроки окупаемости, о чем говорит @HomeMaster. то что теряется, никто не спорит, вопрос в целесообразности

 

@Nikandobvan, По-простому: Откройте калькулятор https://www.suncalc.org/
Для моей местности 48 широта, для 1 февраля полный азимут солнца с восхода 8:27 до заката 17:55 - 129 градусов.
По моему опыту до 7-8 градусов Солнца над горизонтом почти ничего получить не удается (длинный путь лучей в атмосфере + закрывают неровности рельефа и кусты, деревья, городская, сельская застройка). Т. е. Остается 106 градусов (53 до обеда и 53 после). При длине фокуса, например, 0.8 метра получаем для 1-осевой установки выход фокуса в сторону утром и вечером на 1,07м. Что в деньгах дешевле: Удлинить в сторону теплоприемную трубку на 1м (1-2 тыс руб) или сделать 2-ую ось по азимуту?
Ответ очевиден по-моему. Если кому-то хочется делать научные изыскания, сколько единиц процентов мы потеряем 3 или 7, пусть делают. Мне сейчас это не интересно (и нет средств, я же не из Сколково ).
Для более северных территорий или для декабря этот вылет будет еще меньше. Хотя проанализируйте для своей территории по этой методике, может у вас выйдут другие цифры.

 

В теориии разница между 1 и 2 осевой и стционарной (если угол близок к оптимальному) будет выглядеть вот так. Летом диаграмма будет шире, зимой "уже".

 

Это Вы очень оптимистичную картинку выбрали
Существует два варианта одноосевого трекера, условно говоря "поворотный" (вращающийся за солнцем по азимуту) и "качающийся" при постоянной ориентации, например, на юг (как у Вас).
То, что на картинке - поворотный, с фиксированным углом наклона, соответствующим положению солнца в полдень.
У качающегося же, картина более пессимистичная, он лишь на доли процента отличается от просто фиксированной панели, смотрящей в точку солнечного полдня.

 

ну это по вашему опыту...а на графике видно, что длинный путь лучей в атмосфере не очень влияет. а неровности рельефа и кусты, деревья, городская, сельская застройка -тоже (гелиоприемник поднят наа 5м).время-январь,широта-харьков.
а удлинять трубки-это для лета. конструкция кстати не особо сложная и дорогая .

 

График схематичный, условный.

 

и что в нем условного? это сб. замеры с сб на комп. шли. а эл. мощность меряют точно.

 

Update. Вот практически и закончилась календарная зима и прототип концентратора уже отработал 3 месяца. Какие вопросы возникли:
1) Точность пятна концентрации. Как мы не старались суперточно изготовить конструкцию, но все-равно есть отклонения. А с приводом типа актуатор, т. к. плечо увеличивает погрешность, эти отклонения еще увеличиваются. В итоге, в софте пришлось делать таблицу корректировок, типа такую: 5 градусов + 0,2 градуса, 10 градусов -0,5 градусов, 15 градусов... и т. п. С таблицей корректировок удалось достичь точной концентрации. В серийной версии от актуатора точно откажемся.
2) Грязь на зеркале и трубе. Т. к. установка стоит недалеко от дороги и в районе рынка, где постоянный ветер и летает пыль, то за зиму на трубе и зеркалах образовался налет пыли и грязи. Надо мыть, однозначно.
Желательно пару раз в год точно (ранней весной, поздней осенью).

Какие вопросы отпали:
1) Точность часов. Удивительно, но за зиму часы ушли всего на несколько секунд. А с учетом того, что желательно точность поддерживать до 30 секунд, то можно годами не беспокоится за часы.

2) Надежность работы микроконтроллера.
Т. к. мироконтроллер постоянно выполняет сложные расчеты и собирает разные данные с датчиков и концевиков, были опасения о подвисаниях программы, о перегреве в закрутом корпусе...
Но за всю зиму зависаний контроллера не было замечено.

 

3) Актуатор. Я хоть и не планирую его эксплуатацию в серийном, но этот недорогой актуатор работает! Выдежал неделю сумашедших ветров осенью.

4) Гибкие шланги. Хоть и прошло не много времени, но пока утечек в системе нет.

5) Теплообменник и насос. Подобрали правильно, при работе насоса на 1-ой скорости перепад температур до 10 градусов. Потери в теплообменнике очень низкие, менее градуса.