Discussione: Concentratore solare

YouTube - concentratore solare acqua

Salve BerraMarco, benvenuto!
Ci puoi spiegare come hai realizzato la caldaietta ed il mosaico di specchi della parabola riflettente?

salve a tutti e buona concentrazione
il mosaico di specchi sono dei pezzi di specchio da 10x10 attaccati con silicone non acetico,
la caldaietta in un futuro prossimo sarà da sostituire perchè non è molto efficente.
è composta da due dischi di ferro del diametro di circa 180 mm saldati tra loro con al centro un distanziale che non è altro che una sezione di un tubo anchesso con diametro equivalente e alto 20 mm, da sotto entrano due tubi: acqua in ingresso immessa da sotto, acqua in uscita prelevata da sopra.
purtroppo il tempo che mi avanza per dedicarlo al concentratore è davvero poco: ho cominciato quasi due anni fa, adesso il tutto è installato e collegato all'impianto di casa, mi manca da rifinire la parte elettronica per inseguimento.
a disposizione per eventuali domande
buona

Volevo riprendere la discussione iniziale proponendo questo concentratore a Lente di Fresnel al cui fuoco è posto un motore stirling la cui rotazione alimenta il movimento altazimutale della lente.
Bisogna vedere però se rimane dell'energia meccanica utile da utilizzare.

Buongiorno a tutti. Sono riuscito a rivestire la parabola da 240 di adesivo a specchio, tra qualche giorno la metto sul palo con il rotore e la centralina per l'inseguimento solare. Mi restano dei dubbi su come fare l'assorbitore nel fuoco della parabola.Con la parabola da 150 ho usato tubo di rame da diam.10 annegato nell'alluminio ma questa credo sviluppi una potenza che puo fondere l'alluminio (credo 4,5KW termici in circa 15x15 cm). Inoltre non so se far circolare acqua o olio diatermico.Qualcuno ha qualche idea? Chiederei a franco zanlucchi anche che forma e come è costruito l'assorbitore. Grazie

L'acqua ha un coefficiente di scambio termico sicuramente molto maggiore, e questo permette di raggiungere rapporti di concentrazione maggiori dei raggi solari. Ma deve essere tenuta in pressione, se no evapora (questo però può essere un sistema per evitare di avere temperature troppo alte nel tubo. Es. a 40 bar l'acqua bolle a 250°; basta una valvola di sicurezza tarata a 40 bar e quando l'acqua arriva a 250° fa aprire la valvola e la temperatura non sale di più. E' chiaro che il tubo dev'essere sempre pieno d'acqua, se no il solo vapore continuerebbe a salire di temperatura)
Attenzione a mantenere il fluido sempre in circolazione e a dissipare il calore che assorbe, se non viene utilizzato, per non lasciare salire troppo la temperatura del tubo.

E tieni presente che i raggi solari incidenti sulla parabola e quelli riflessi non sono paralleli, ma contenuti in un fascio con una inclinazione di ±1/100 di radiante (cioè 1 cm. ogni m. di percorso). Questo obbliga a usare un tubo collettore di diametro sufficiente per non perdere parte dei raggi riflessi.
Per es. con una parabola di 150 cm. i raggi riflessi fanno un percorso lungo fino a 75 cm., quindi il fascio dei raggi riflessi arriverà al tubo collettore con una larghezza di 1.5 cm almeno, anche se il puntamento è perfetto. Un tubo di 10 mm. si perderebbe una parte del sole; io userei 20 mm.

Grazie mille Stragatto per l'ottima spiegazione. Volevo solo precisare che i tubi da 10 che avevo usato con la parabola da 1,50 sono "annegati" nell alluminio.Praticamente sopra la serpentina gli ho versato dell alluminio fuso cosi da renderlo un blocco unico.Ora però è piatto.Dovrei farlo di forma conica. Pensavo fare un cono con un foglio di rame, fargli la serpentina intorno coi tubi e versarci all esterno l'alluminio fuso.Cosi i raggi ci finiscono dentro e il calore che disperde per re irraggiamento rimane all'interno. Mah?

Per quanto riguarda le lenti di frensel mi piacerebbe provare come dice franco52 e nel fuoco ci mettrei una cella di peltier raffreddata ad acqua.Riscaldamento piu elettricità.

Caissimo Geppo,
non vorrei fare il rompi ma credo sia sfuggito che alluminio e rame,essi, messi a contatto, creano correnti elettrogalvaniche. Essendo l'alluminio caricato negativamente ( se ricordo bene ) è probabile che aggredirà i tubi in rame perforandoli

Originariamente inviata da geppo11

Buongiorno a tutti. Sono riuscito a rivestire la parabola da 240 di adesivo a specchio, tra qualche giorno la metto sul palo con il rotore e la centralina per l'inseguimento solare. Mi restano dei dubbi su come fare l'assorbitore nel fuoco della parabola.Con la parabola da 150 ho usato tubo di rame da diam.10 annegato nell'alluminio ma questa credo sviluppi una potenza che puo fondere l'alluminio (credo 4,5KW termici in circa 15x15 cm). Inoltre non so se far circolare acqua o olio diatermico.Qualcuno ha qualche idea? Chiederei a franco zanlucchi anche che forma e come è costruito l'assorbitore. Grazie

Originariamente inviata da geppo11

Ieri sono stato un pò vago.Volevo precisare che con la parabola da 150cm rivestita con adesivo a specchio e serpentina di rame annegata nell'alluminio posta nel fuoco ho scaldato circa 45 litri di acqua da circa 15° a 60/70° in un ora.

Per favore, non facciamo disinformazione.
Capisco che con la fantasia potevi anche essere su Mercurio, ma sulla Terra ottenere quanto dici è impossibile.
Anche considerando un rendimento del 100% e dispersioni zero, non avresti potuto superare i 48 gradi in un'ora con 45 litri d'acqua e un concentratore di 150 cm di diametro.
Evidenzio anche le unità di misura...

0,75 m x 0,75 m x 3,14 x 1000 W/m2 x 3600 s / 4180 J/Kcal = 1514 Kcal

1514 Kcal / 45 Kg = 33,6°

33,6° + 15° = 48,6°

Chiedo umilmente scusa sui i dati e le temperature.Devo dire che sono stato molto empirico ma non avendo un termometro sottomano ho fatto una stima, ma non mi pareva di essere andato così lontano. Ho quasi finito ora l'installazione fissa della parabola da 2,4 mt (4,5 mq superfice).La prossima settimana dovrebbe venire un idraulico a collegarla per integrazione al riscaldamento.Ora vedo di allegare qulche foto.Cercherò di essere piu preciso anche nelle misurazioni. La seconda foto è la serpentina di rame diam 10 annegata nell'alluminio che sarà posizionata nel fuoco della parabola.si vedono i 2 tubi uscire dal retro.Ovviamente sarà verniciata di nero per alte temperature.Non so se coprire il collettore con un vetro pyrex o lasciarlo così scoperto.Pensavo di far circolare acqua+antigelo con un circuito a vaso aperto e accumulare calore scaldando 150 lt di paraffina che scioglie a 60 °C e poi scambiare calore con l'impianto di riscaldamento.

Buon giorno a tutti e, vista la data, intanto buon Natale.
Vi ringrazio per tutte le informazioni che mi avete sinora fornito. Sto procedendo con un prototipo molto grezzo a causa dei fondi e dei mezzi a disposizione, che sono veramente pochi e di risulta.
Appena avrò terminato il tutto lo posterò in attesa dei vostri consigli (potete già preparare pomodori e uova marce...). A presto spero.

Secondo me dovresti lasciar perdere la paraffina, e tutto quello che a temperatura ambiente è solido, o rischi di trovarti il circuito intasato e bloccato.
Non sarebbe meglio acqua, magari addizionata di alcool (meglio alcool propilico, meno volatile) per abbassarne il punto di congelamento ?
Per questo scopo andrebbe bene anche una soluzione di sale, o di cloruro di calcio, quello che si usa per sciogliere il ghiaccio, ma le soluzioni saline hanno la caratteristica di essere corrosive per molti metalli, acciaio compreso.

Un po' di olio diatermico noo ?
Ne basta poco e tiene basse ed alte temperature

Salve, volevo portarvi a conoscenza di un articolo (con foto e video) sulla centrale solare Stirling in Arizona: Centrale Solare Stirling a concentrazione da 1,5 MW visitata a Dicembre 2010.

Originariamente inviata da geppo11

Chiedo umilmente scusa sui i dati e le temperature.Devo dire che sono stato molto empirico ma non avendo un termometro sottomano ho fatto una stima, ma non mi pareva di essere andato così lontano. Ho quasi finito ora l'installazione fissa della parabola da 2,4 mt (4,5 mq superfice).La prossima settimana dovrebbe venire un idraulico a collegarla per integrazione al riscaldamento.Ora vedo di allegare qulche foto.Cercherò di essere piu preciso anche nelle misurazioni. La seconda foto è la serpentina di rame diam 10 annegata nell'alluminio che sarà posizionata nel fuoco della parabola.si vedono i 2 tubi uscire dal retro.Ovviamente sarà verniciata di nero per alte temperature.Non so se coprire il collettore con un vetro pyrex o lasciarlo così scoperto.Pensavo di far circolare acqua+antigelo con un circuito a vaso aperto e accumulare calore scaldando 150 lt di paraffina che scioglie a 60 °C e poi scambiare calore con l'impianto di riscaldamento.

Ciao ! Complimenti per il lavoro innanzitutto.... Volevo chiederti che tipo di materiale hai usato per rendere riflettente la parabola e dove lo hai reperito. Ti ringrazio... Gianni

Dopo una lunghissima pausa dovuta a problemi tecnici (come il trasloco), sono riuscito a completare il mio concentratore solare didattico a specchi piani, di cui posterò qualcosa appena posso. Ora ho il problema di trovare uno scambiatore di calore adeguato da posizionare sul fuoco; qualcuno sa darmi qualche consiglio?
Grazie in anticipo.

Originariamente inviata da Soleo

........Ora ho il problema di trovare uno scambiatore di calore adeguato da posizionare sul fuoco; qualcuno sa darmi qualche consiglio?
Grazie in anticipo.

a che temperature max deve resistere e che fluido ci fai passare? forse ho una soluzione molto compatta per te

ciao

Ciao Cekut,
la temperatura massima a cui funzionerà mi è ancora sconosciuta; ho però un valore di partenza dato dal mio primo prototipo che aveva 124 specchi e, nel mese di agosto, è arrivato a 224°C. Il prototipo attuale di specchi ne ha 299 e la mia idea è produrre vapore con cui muovere una piccola turbina (Che devo ancora dimensionare/rimediare).
Come fluido pensavo di utilizzare direttamente dell'acqua, oppure dell'olio diatermico.
Considera che le dimensioni dell'assorbitore sono molto ridotte, gli specchietti sono dei quadrati di 37,5mmX37,5mm quindi, la superficie utile è quella.
Grazie mille, attendo con impazienza.

in sintesi (correggimi se sbaglio)
- che potenza o area ha la tua parabola?
- da questo troviamo una potenza massima
- la irraggi e la concentri su quanta superficie del ricevitore?

- il ricevitore deve essere bravo a trasferire il massimo del calore ricevuto dalla parabola al fluido

ci sono degli scambiatori molto compatti in alluminio che possono fare al tuo caso, ma vanno dimensionati.

Temperature massime strutturali di 350°C

ciao

Il mio concentratore è composto da 299 specchietti piani quadrati di lato 37,5mm; la superficie del fuoco è pari a quella di uno specchietto in quanto tutti incidono nello stesso punto, quindi circa 14 cmq...molto piccola...
Sto attualmente studiando una serie di soluzioni, ma nessuna mi pare molto efficace.
Attendo informazioni, grazie mille.
Buona giornata

Se può interessare, ho postato qui un link che mi sembra utile.