Проектирование бюджетного концентратора

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Теперь самый простой опыт. Берем вакуумную трубку и торцом направляем на солнце...[/quote]
С соответствующей системой слежения за Солнцем. Причем следить надо постоянно. Возможно ваша система будет подешевле параболоида, но срок окупаемости будет чрезмерен (если вообще будет). Речь идет о бюджетном концентраторе со сроком окупаемости, который хотя бы можно рассчитать.

 

Вывод: без кривой - собирающей в точку или ломаной из хорд кривой - собирающей в отрезок невозможно собрать лучи "до кучи".
[/quote]
Может с высоты своих знаний посоветуете. Пробую на место отрезка АЕ расположить отрезок с в три раза меньшей длиной (обозначим его А1Е1), а за отрезком (ближе к точе О) какую - то систему зеркал, при помощи которой лучи прошедшие мимо А1Е1 собрать на обратной стороне А1Е1. Метод" простых итераций" довольно сложен и нуден. Может есть готовое решение?

 

С соответствующей системой слежения за Солнцем. Причем следить надо постоянно. Возможно ваша система будет подешевле параболоида, но срок окупаемости будет чрезмерен (если вообще будет). Речь идет о бюджетном концентраторе со сроком окупаемости, который хотя бы можно рассчитать.[/quote]
Не обязательно вакуумную трубку в коническом концентраторе нужно направлять торцом на Солнце. Я думаю все же концентратор закрепить жестко.
Есть еще момент- в поцессе переотражения на стенках конуса соберется некоторое количество теплового излучения, которое опять же будет направленно в центр конуса.
Но опять же- это все предположения, нужно пробовать и если система будет неэфективна, нужно отказыватся от нее в пользу более эффективных конструкций.

Может с высоты своих знаний посоветуете. Пробую на место отрезка АЕ расположить отрезок с в три раза меньшей длиной (обозначим его А1Е1), а за отрезком (ближе к точе О) какую - то систему зеркал, при помощи которой лучи прошедшие мимо А1Е1 собрать на обратной стороне А1Е1. Метод" простых итераций" довольно сложен и нуден. Может есть готовое решение?[/quote]
Такое впечатление, что коллектор у Вас есть и Вы ищите пути оптимизировать его работу не смотря ни на что.
Опять же площадь поглощения лежачего коллектора в половину меньшая, так как внутренней стороной поглощать лучи он не может. Вот и приходится искать выход из положения, как на поглотитель коллектора загнать больше лучей.
Коллектор с набором вакуумных трубок будет постоянно получать большее количество лучей в отличие от "лежачего" классического коллектора, ввиду того что он "стоячий" и более эфективно будет поглощать солнечное излучение утром и вечером, а расположив сзади него зеркала, можно увеличить площадь его поглощения.
По поводу Вашей задачки, сказать ничего не могу, мне кажется что лучи прошедшие мимо А1Е1 не будут собиратся постоянно в одной зоне на протяжении всего дня, а с движением Солнца эта зона будет смещатся, а с ее смещением прийдется смещать всю систему зеркал.
Деревья- это природные системы сбора солнечного излучения, их не нужно наводить на Солнце, они эффективно поглощают солнечное излучение во время восхода и заката, их не нужно очищать от пыли, они прозрачны для ветровой нагрузки. (Я почему-то склоняюсь к природным системам).

 

Не обязательно вакуумную трубку в коническом концентраторе нужно направлять торцом на Солнце. Я думаю все же концентратор закрепить жестко.

Такое впечатление, что коллектор у Вас есть и Вы ищите пути оптимизировать его работу не смотря ни на что.
Опять же площадь поглощения лежачего коллектора в половину меньшая, так как внутренней стороной поглощать лучи он не может. Вот и приходится искать выход из положения, как на поглотитель коллектора загнать больше лучей.
Коллектор с набором вакуумных трубок будет постоянно получать большее количество лучей в отличие от "лежачего" классического коллектора, ввиду того что он "стоячий" и более эфективно будет поглощать солнечное излучение утром и вечером, а расположив сзади него зеркала, можно увеличить площадь его поглощения.
.
Деревья- это природные системы сбора солнечного излучения, их не нужно наводить на Солнце, они эффективно поглощают солнечное излучение во время восхода и заката, их не нужно очищать от пыли, они прозрачны для ветровой нагрузки. (Я почему-то склоняюсь к природным системам).[/quote]
1. Если Вы Елку закрепите жестко, то лучи, судя по моему опыту с тарелкой, уйдут мимо коллектора.
2. Коллектора у меня нет. Правда есть пластиковые окна. Форма концентратора выбиралась из бюджета. Вход - вертикальный, значит окно простое. Если вход под углом - придется применять мансардные окна (в несколько раз дороже обычных).
3. Загнать побольше - объективная необходимость при низком Солнце (Высокое мне не нужно). Сантехсан выше привел данные. Еще раз подчеркиваю, что я собираюсь собирать лучи с августа по ноябрь. Посмотрите на каких углах в это время ходит Солнце - получите угол не более 35 градусов над горизонтом (у Вас чуть повыше). Ниже примерно 10 градусов ловит наверное нечего.
4. Вакуумники при низком Солнце тоже нуждаются в усилении. Ну что зимой трубкой за 10 мин. вскипятят стакан воды. Оно мне надо? Я дом хочу подогревать.
5 По поводу природы. На даче постоянно наблюдаю за каким -то сорняком. В жару листочки опустит, вот-вот кони двинет, а вечером - бодрячок. Цветы бутоны открывают- закрывают в течении дня. Так что природа тоже реагирует на Солнце. А деревья просто наводятся на юг!

 

Сложная, очень сложная задача. Скорее всего нерешаемая. Предел моих мечтаний- постоянно иметь минимально необходимое количество горячей воды в количестве 5 литров зимой, для помыть руки, умытся, побриться, помыть посуду.
Возмите отапливаемую площадь Вашего дома, разделите ее на 10 и получите необходимое количество квт. ч. при минус 25 градусов на улице.
Зимой световой день меньше, угол наклона Солнца меньше, а ту цифру которую получите в результате расчетов помножте на 24 часа и получите необходимую мощность, которую нужно снять с солнечного коллектора за малое время в невыгодных условиях. А если учесть что иногда неделю стоит пасмурная погода и Солнца не видно, то полученную ранее цифру нужно увеличить еще в семь раз. А эту энергию нужно как-то сохранить.

Последовал Вашему совету и приобрел лазарную указку. Очень полезная вещь.
Пока у меня конус с углом 40 градусов, 120 градусный пока не сделал, хотя раскройки уже готовы. Вставил во внутрь конуса темную трубку и начал под разными углами направлять лучи лазаря на стенки конуса, даже наискосок. Практически большинство лучей отражается на темной трубе в центре конуса, а это значит, что боковое, отраженное излучение попавшее на стенки конуса в большинстве случаев отразятся на его центр.
Вот тут интересен вопрос- какова энергетическая ценность этого непрямого излучения? Если оно будет значительным, то точное наведение концентратора на Солнце не нужно.

 

После долгих "квазипростых итераций" получил улучшенную, как мне кажется конструкцию концентратора. Рисунок представляю. Буквенные обозначения точек оставшихся от предыдущего рисунка для удобства сохранены. На рисунке ДИКАС - отражающая поверхность. ЛМ - коллектор. На углах от 10 до 25 градусов "усиление" лучей (без учета потерь на отражение) - 3 раза. Выше поменьше. Еще один плюс нет затенения коллектора до высоты Солнца над горизонтом в 46 градусов, что соответствует зениту Солнца в начале августа.

 

На али бабе видел турецкие, установка азимутальная со слежением за солнцем. очень мощная (с 8 кВт).парабалоид -вертикально,почти.вакуумная трубка не подойдет, очень большая тепловая нагрузка. зеркальный алюм. многослойный продают на али бабе. установка высокотемпературная, но дорогая 18т.евро мин. ну и парусность у нее большая, турки гарантируют 110 км. ч скорость ветра. все ни как не соберусь нарисовать, да и спонсоров не видать. хотя высокотемпературная же. подключай к батареям и гор. вода хоть кипяток, хоть пар и наращивается доп. зеркалами до 64 кВт

 

Харьковчане разработали прозрачные для ветра концентраторы. Но их установки порядка 2 квт. ч. (часть из этих установок показаны на видио на предыдущих страницах этой темы)
Хотя вроде бы проэктируют установки до 10 квт. ч. Естественно они будут более бюджетны чем турецкие.
Есть два пути развития солнечного "установко-строения"- маломощный для большинства населения и промышленный, для ведения бизнеса. В Европе по первому пути пошла Германия, а по второму пути пошла толи Италия, толи Испания. Первый путь оказался выгодным а второй убыточный. Деньги затраченные на построение промышленных установок пока не окупаются. Обычно промышленные установки монтируют в специальных местностях, но энергию с этих мест еще нужно подать в цивилизованные районы, а это дело затратное и пока убыточное.

 

Маломощные, сильномощные-разницы нет, надо 5 кВт и более. солнце дает 1 кВт на м2 и менее. ветер давит на м2.маломощные не имеют перспективы. турецкие позволяют наращивать мощность за небольшую цену в отличее от вакуумных, в вакуумных цена прямо пропорциональна мощности и они низкотемпературные. и при этом можно наплевать на теплоизоляцию немног увеличив площадь зеркал

 

Бог с ними, с маломощными. Скажем по другому- индивидуадьными и бизнесовыми. Взять к примеру Китай, и глянуть на крыши его домов...
Энергия Солнца колосальна, но рассеена в пространстве. Да, сейчас есть многокилометровые поля с Солнечными установками, но опять же... очень они хлопотные и пока не создают конкуренции индивидуальным Солнечным установкам.
Вот сейчас пробуя создать и опробовать конический концентратор, я понимаю, что это больше игрушка. Вряд ли она способна составить в весенне- летне- осенний период конкуренцию банальной темной пластиковой трубе длинной 50 метров на крыше... дешево, сердито и функционально...
Но... самому себе пока не верится, что эффективно будет работать "непараболическая установка", что она способна эффективно концентрировать Солнечную энергию... Все это нужно проверить, а пока сделал два усеченных конуса шириной 25 и 19 см для пробы... хотя уже закуплен материал для 85 см. конического концентратора...

 

А зачем непараболическая, это что, религия? или зеркала надо утилизировать?

 

Скажем так... причуда.
Раньше я не верил, что что-то непаробалическое может концентрировать солнечную энергию, но посмотрел видио (ссылка чуть выше в этой теме) и загорелся... Кажется можно... ну и в том виде как задумана "Елка" вроде никто еще не пробовал сделать... (я по крайней мере не нашел).
Для модели все заготовил, осталось собрать и сфоткать.
Преимущество модели в том, что она позволяет отработать технологию сборки реального концентратора. Кроме этого есть пару мыслей как сделать конструкцию коллектора, который внутри "Елки" так, что бы сьем тепла шел самотеком.
Есть идеи как сделать накопитель, так что бы всегда самая горячая вода была в верхней части накопителя (в количестве 5 литров), и нагревалась там же в первую очередь. А после нагрева первой части накопителя включался нагрев следующей части, и так далее. Тоесть накопитель греется не целиком (200 литров) а небольшими частями.

 

Не причуда. Это гораздо бюджетней параболоида. Вот только про систему слежения не забывайте. Опубликовали бы итоговый рисунок с размерами. Кстати очень рекомендую "онлайн калькулятор азимута и высоты солнца над горизонтом (https://www.planetcalc.com/320/)". Я на его основе себе сделал таблицу положения Солнца. Считаю очень полезным знать где, когда и что ловить.

 

Начал собирать модель, но не все сложилось. Дырки в конусах просверлил с одинаковым расстоянием от края конуса, а надо одинаково пропорционально. Конуса один больше, другой меньше. Завтра пересверлю меньший конус еще раз соберу и сфоткаю.
Самое противное в моделировании- это когда что-то идет не по предварительному расчету. Чувствуешь облом, а потом собираешся духом, исчешь ошибку и переделываешь.

nurzigan благодарю за совет, просмотрю на досуге. На счет размеров чуть позже, отработаю модельку, потом размеры окончательно вырисуются. Развертки конусов расчитываю специальным калькулятором (есть в сети).
В наших широтах неделю не было Солнца, только сегодня на закате появилось. Надеюсь завтра будет.

 

Пока собрал в таком виде.
В принципе работает и один конус. Но все телодвижения с дополнительными конусами производятся в попытке снять нефокусируемое Солнечное излучение. Если получится, то не будет потребности в точной фокусировки на положение Солнца. Предполагаемая мощность модели- около 40 ват. ч.
По идее вместо трубы станет вакуумная трубка. Солнца пока нет, так что я пока в догадках.