roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Обсуждаем рождающиеся мысли и результаты экспериментов.

Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение afm » 21 июл 2009, 13:15

Приветствую уважаемые.
Насмотрелся роликов на ютубе, и недавно собрал аппарат нагревающий воду для бытовых нужд с помощью солнечной энергии (живу в частном доме, где нет горячей воды).
Опытный образец получился удачный, вода начинает кипеть минут через 15-20 в солнечную погоду.
Хочу собрать устройство, которое позволит автоматически позиционировать мою установку на солнце (в сети их гелио трекеры называют)
В программировании совсем не разбираюсь к сожалению.
Размеры моей установки 2.4 * 1.6 метра, вес около 60 кг.
Посоветуйте, какие использовать шаговые двигатели, и какие идеи насчет алгоритма (пример нашел тут : http://www.delaysam.ru/dachastroy/dachastroy57.html)
Может быть у кого-то найдется время, объяснить где взять микроконтроллер, какой выбрать., и что мне с ним делать).
Надеюсь на поддержку энтузиастов.

Если интересует, могу рассказать подробней как работает установка). Пока результатом доволен, в ходе эксперимента ошпарился струей пара).
afm
 
Сообщения: 157
Зарегистрирован: 21 июл 2009, 12:57
Откуда: новосиб

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение frig » 21 июл 2009, 13:47

интересуюсь этой темой, расскажи чего у тебя за установка


вообще можно попробовать сделать без всякой сложной электроники, взять полярный подвес от спутниковой тарелки и с определенной скоростью его крутить. скорость посчитать не проблема, подвес продается практически в каждой булошной, только настраивать его надо не на геостационарную орбиту, а на солнышко.

да, если доработать системой изменения угла наклона, то круглый год будет смотреть на то место, где должно быть солнышко. даже если пасмурно.
frig
 
Сообщения: 1640
Зарегистрирован: 12 фев 2007, 12:25
Откуда: Днепр

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение afm » 21 июл 2009, 15:21

Установка довольна простая.
По научному называется "параболо-целиндрический гелиоконцентратор"
Имелись в наличии тонкие стальные листы. 28*173 см (металические полоски такие)
Они и стали основанием для зеркала. Гнутся эти листы буквально под собственным весом.
Нашел программу для расчета параболы. Решил что буду делать длиннофокусную параболу.
Из дерева сделал каркас, на котором закрепил листы. Конструкция получилась довольно легкой и прочной.
Внешне походит на разрезанный вдоль цилиндр.
На стальные полоски наклеил обычную фольгу. (40 рублей рулон)
Так как фокусная точка была заранее известна закрепил в точке фокуса трубу, из какого-то хитрого сплава.
Длина трубы 2150 см. толщина стенок 8-9 мм... внутренний диаметр 9.5 см. вобщем такая зверская труба, довольно толстая и тяжелая.
На трубу нанес покрытие, которое поглощает 95% излучения (тертый в пыль древесный уголь).
С каждой стороны труба закрыта пробкой, из которой выходит пол дюймовая трубка на шланг с вентилями.
Сейчас подбираю подшипники, чтобы конструкция свободно вращалась вокруг центров массы. В двух плоскостях.
И продумываю схему крепления.
Планировал использовать два маломощных шаговых двигателя. Думаю их вполне хватит...
В солнечную погоду вода начинает кипеть минут через 15. (стенки у трубы уж больно толстые, была бы она медная - конструкция намного эффективней была бы)
Но для бытовых нужд, для дома, достаточно воды с температурой 40-50 градусов. Поэтому я результатом вполне доволен.
Нагретая вода будет уходить в резервуар накопитель (120 литров), работающий как термос, и уже оттуда поступать в систему водоснабжения дома.
afm
 
Сообщения: 157
Зарегистрирован: 21 июл 2009, 12:57
Откуда: новосиб

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение Сергей » 21 июл 2009, 15:23

Фотки будут? :)
Сергей
 
Сообщения: 3741
Зарегистрирован: 29 дек 2004, 23:15
Откуда: Санкт-Петербург
прог. языки: C, C++, C#, Asm
ФИО: Кашликов Сергей

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение afm » 21 июл 2009, 15:29

frig с полярным подвесом было бы хорошо, если бы у меня зеркало было ка тарелка... А так как сейчас - конструтивно не удобно :(.
Идеальный вариант, отдельно вертикальная регулировка, отдельно горизонтальная. Схема на которую я давал ссылку в первом посте, мне очень подходит.
Но как ее реализовать, надеюсь тут подскажут).

Добавлено спустя 3 минуты 2 секунды:
Сергей. Фотки можно сделать, как только найду термометр промышленный.
Медицинский бытовой у меня сразу заглючило ошибкой, как тока поднес к трубе.
И все остальные, какие у меня есть больше 50 градусов не показывают, а хочется точно узнать температуру.
afm
 
Сообщения: 157
Зарегистрирован: 21 июл 2009, 12:57
Откуда: новосиб

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение boez » 21 июл 2009, 15:38

О - пока писал, тут уже на многие вопросы ответили. Да, вообще в этом деле важнее пожалуй механика. Нужно придумать качающуюся опорную конструкцию для коллектора, способную выдержать его вес, а уже потом думать как его качать.

Что касается гелиотрекера - да, датчик можно использовать такой как по ссылке. Если нет опыта - микроконтроллерный модуль стоит взять готовый, например местные разработки - тот же минибот-2 хотя бы. Не обязательно брать шаговые движки, возможно вполне подойдут какие-то мотор-редукторы на основе простых коллекторников - скажем от стеклоподъемников. На вал резьбовую шпильку, ну и дальше смотреть по месту, как заставить его этой шпилькой поворачивать конструкцию. Вообще можность для поворота нужна очень небольшая - за счет малой скорости. С хорошим редуктором эту штуку можно провернуть и моторчиком от детской игрушки.

Вопрос - а насколько цилиндрическому коллектору нужно 2 оси качания? Может и правда сделать только одну ось, для качания в течение дня, сам коллектор расположить приемной трубой вдоль этой оси, ну и возможность ручной регулировки наклона этой оси предусмотреть, это нужно будет делать несколько раз в год всего.

Еще и правда можно рассмотреть актуаторы для позиционирования спутниковых антенн - но к ним все равно нужно будет что-то доделывать, они думаю не предназначены впрямую для поворота конструкции в 60 кг весом и 2.5 метра в ширину (вообще для такого девайса нужно учитывать при его разработке, что с ним будет в сильный ветер)

С программами тут может и помогут, ну и вобще появится повод изучить программирование :) А какие знания есть по электронике?

Добавлено спустя 2 минуты 58 секунд:
afm писал(а):И все остальные, какие у меня есть больше 50 градусов не показывают, а хочется точно узнать температуру.


Китайский тестер с термопарой. Точности особой не будет, но примерно покажет, ну даже если наврет градусов на 10 - не беда.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение frig » 21 июл 2009, 15:42

в любом случае предлагаю привязываться только ко времени, а не к освещенности. народ с точностью до секунд считает восход и положение солнца на небе, зачем эти заморочки с фотодиодами? столько проблем

- зависимость от загрязнения. вплоть до того, что смотреть будет куда угодно
- реакция на переотражения (лужа, автомобиль припаркованный недалеко) да что угодно! смысл дергаться туда-сюда, даже если оттуда светит?
- облачко прикрыло солнце - это, как по мне, не повод от него отворачиваться или тупить. да, солнца может быть не много, но оно все равно будет!
- как это точно настроить? все фотодиоды разные, прийдется отлаживать, со временем могут поменяться их характеристики, с изменением температуры могут поменяться характеристики


оно в общем-то достаточно красиво и весело, но, имхо, гораздо проще и практичнее не смотреть на солнце, а заправлять рефлектор в точку где оно сейчас должно быть. да, тут тоже есть недостатки, но каждый раз после дождя лазить и протирать крышку блока с фотодиодами мне было бы облом.



пока писал boez накатал мегапост уже :D

если все же так хочется сделать именно по этому принципу - купите у одного из местных торговцев модулями платку, достаточную для постройки лайнтрейсера (даже датчики продадут) возmvbnt простейший лайнтресинговый-же алгоритм, немного подкорректируйте для возврата на сторону восхода ночью и все. должно работать.
frig
 
Сообщения: 1640
Зарегистрирован: 12 фев 2007, 12:25
Откуда: Днепр

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение afm » 21 июл 2009, 15:57

boez Рад что люди интересуются темой).
На самом деле концепцию механизма я уже придумал, просто мне сложно описать ее словами :)
Вертикальное перемещение будет обеспечиваться креплением с помощью двух подшипников качения в торцах конструации.
А вращение горизонтальное - одним большим подшипником скольжения.
Цилиндрическому концентратору нужно две оси. Это проверено опытным путем. Солнце проходит путь в 180 градусов. Тоесть если утром концентратор смотрит "лицом" на восток, то вечером должен смотреть "лицом" на запад. Когда лучи падают на зеркало под углом, это очень сильно сказывается на КПД всей системы, потому что фокусная точка расчитана под прямое падение лучей на зеркало. А вращение по вертикальной оси, нужно чтобы подстраиваться под высоту солнца. В течении дня она сильно меняется, и как следствие тоже сильно влияет на КПД. Насчет сильного ветра пока не могу сказать. Установлю опытным путем. Но по ощущениям все должно быть хорошо). Планирую крепить всю эту штуку стационарно, на вбетонированную в землю металлическую опору. (опорой будет кусок трубы 10 см в диаметре, и на опору как раз будет крепиться подшипник скольжения.

Добавлено спустя 9 минут 7 секунд:
[quote="boez"]

С программами тут может и помогут, ну и вобще появится повод изучить программирование :) А какие знания есть по электронике?

Да конечно, повод изучить программирование хороший). Но каждый должен заниматься своим делом). Поверхностные знания в области программирования у меня есть). И припаять провод к плате думаю тоже смогу). Просто хочу эту конструкцию привести в божеский вид до конца лета, так как параллельно другую конструкцию пробую. Но ей тоже нужно будет позиционирование на солнце.
afm
 
Сообщения: 157
Зарегистрирован: 21 июл 2009, 12:57
Откуда: новосиб

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение SERGEY_M » 21 июл 2009, 16:06

Пока результатом доволен, в ходе эксперимента ошпарился струей пара).

может еще парогенератор замутить и добывать электричество на шару :)
Аватара пользователя
SERGEY_M
 
Сообщения: 682
Зарегистрирован: 20 мар 2009, 12:45
Откуда: Украина, Одесса
ФИО: Сергей

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение afm » 21 июл 2009, 16:08

На вал резьбовую шпильку, ну и дальше смотреть по месту, как заставить его этой шпилькой поворачивать конструкцию.
тоже склонялся к резьбовой шпильке. Но рассматривая вариант "не на светодиодах", если честно даже не знаю с какой стороны к этому подходить)...
afm
 
Сообщения: 157
Зарегистрирован: 21 июл 2009, 12:57
Откуда: новосиб

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение Grem » 21 июл 2009, 16:09

прикольно, а фото можно самой конструкции: зеркало, труба :)
"There is nothing better than sliding down snow and flying through the air" (с) Shane McConkey.
Lieber ein Brett am Fuß als eins vorm Kopf, aber lieber ein Brett vorm Kopf als zwei am Fuß.
Аватара пользователя
Grem
 
Сообщения: 1523
Зарегистрирован: 16 май 2009, 12:50
Откуда: Россия, Севастополь
прог. языки: Java, C

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение afm » 21 июл 2009, 16:10

может еще парогенератор замутить и добывать электричество на шару
была идея не парогенератор пределать, а двигатель Стирлинга (двигатель внешнего сгорания) но это дела будущих экспериментов, сейчас нет оборудования, чтобы воплотить такие разработки). Но сама принципиальная схема давно разработана).
afm
 
Сообщения: 157
Зарегистрирован: 21 июл 2009, 12:57
Откуда: новосиб

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение Grem » 21 июл 2009, 16:11

SERGEY_M писал(а):
Пока результатом доволен, в ходе эксперимента ошпарился струей пара).

может еще парогенератор замутить и добывать электричество на шару :)

и поставить пару мощных прожекторов :D
"There is nothing better than sliding down snow and flying through the air" (с) Shane McConkey.
Lieber ein Brett am Fuß als eins vorm Kopf, aber lieber ein Brett vorm Kopf als zwei am Fuß.
Аватара пользователя
Grem
 
Сообщения: 1523
Зарегистрирован: 16 май 2009, 12:50
Откуда: Россия, Севастополь
прог. языки: Java, C

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение SERGEY_M » 21 июл 2009, 16:13

:ROFL: типа "вечный двигатель" :ROFL:
Аватара пользователя
SERGEY_M
 
Сообщения: 682
Зарегистрирован: 20 мар 2009, 12:45
Откуда: Украина, Одесса
ФИО: Сергей

Re: Автоматика для солнечного концентратора. (нужна помощь)

Сообщение boez » 21 июл 2009, 16:27

Подшипник скольжения для конструкции в 60 кг? А почему не упорный подшипник качения?

А что касается одной оси поворота - она должна быть наклонной. Ну примерно как в полярном подвесе для тарелки. Ведь солнце по небу движется в одной плоскости, и эта плоскость только потихоньку меняет наклон в течение года, на +-23 градуса.
Хотя при этом придется поставить коллектор "на попа" (я правильно понял, 2.4 метра это длина вдоль нагреваемой трубы, а 1.6 - поперек?).

Добавлено спустя 6 минут 9 секунд:
Да, а я чего заинтересовался - как-то увидел ссылочку http://www.membrana.ru/articles/technic ... 11200.html и подумал - "хочу такое себе на участок" :) Посчитал, понял что это не особо реально (просто дорого и муторно выйдет сделать такую кучу даже простейших гелиотрекеров и зеркал, а их надо хотя бы сотню) - но бытовыми солнечными концентраторами все равно теперь интересуюсь. Да, если говорить о выработке электроэнергии - то проще наверное не стирлинг, а все же паровую турбинку соорудить. Между прочим, в солнечной местности можно получить неплохой КПД, причем горячую воду оно тоже будет давать.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

След.

Вернуться в Идеи

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2

Mail.ru counter