énergie solaire par miroirs de Fresnel

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Bernard (Lyon)
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énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour à tous

Je cherche un physicien ou un professeur de math… ?
voici pourquoi :

Je connaissais (au moins de nom) les miroirs cylindro-praraboliques et leur application pour fabriquer de la vapeur dont on se sert pour faire tourner des turbines et ainsi produire de l'électricité.
Ces paraboles ont un suivi solaire pour que les rayons solaires restent bien dans l'axe et se concentrent au foyer de la parabole.

Voici mon interrogation : pour une parabole fixe, quel est le trajet du point de concentration lorsque le soleil poursuit sa course ?

Ma question vient d'ici : https://www.jp-petit.org/ENERGIES_DOUCE ... resnel.htm
si le lien ne fonctionnait pas, on peut le retrouver en tapant : énergie solaire par miroirs de Fresnel, puis vous cliquez sur le graphique pour rejoindre le dossier.

Réalisable ? Utopie ?

L'intérêt serait de fabriquer facilement des réflecteurs cylindro-paraboliques, fixes au sol et de penser à faire du stockage de plus longue durée.

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j2c
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par j2c »

Le point de convergence va effectuer une parabole dont la hauteur va dépendre du jour.

Sans suivit solaire je doute de l'efficacité du système. (Gain non optimum )

Il suffit de faire l'expérience avec une parabole de réception tv... de mettre la parabole pointée avec un satellite. Relever le niveau de signal.
Deregler la parabole et rechercher le point de convergence du signal... et conclure que le gain de la parabole est plus faible.
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Bernard (Lyon)
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par Bernard (Lyon) »

Mefci J2C pour ta réponse.

Je comprends bien qu'il y aura une perte. Mais la simplicité évoquée par l'auteur incite à évaluer cette perte.

Je te fais un copier-coller de la phrase qui m'a interpellé :

Une variante (à la rotation du réflecteur cylindro-parabolique) consisterait à avoir un collecteur mobile, porté sur des bras rotatifs sur lesquels seraient fixées des vis sans fin. Le miroir serait alors fixe. Il résisterait alors, selon moi, plus facilement à des vents violents ( on rabattrait le tube collecteur en le mettant dans un logement ). Plus facile aussi à nettoyer, à l'aide d'un essuie-glace baladeur. Ce type de miroir se prêterait aussi mieux à une standardisation planétaire en étant apporté par éléments.

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YELLOW WHEELY BIN
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par YELLOW WHEELY BIN »

j2c a écrit : Sans suivi solaire je doute de l'efficacité du système. (Gain non optimum )
"Par contre les besoins en terme de supportage et de tracking peuvent être réduits par quelques astuces, tout en améliorant la performance solaire...
par exemple, en maintenant un focal plutôt court ( 0,8 < f < 1,0 ), un rayon de courbure inférieur à f, et en imposant une légère courbure dans la base de la lentille "

in https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi ... 023002.pdf

à toute fin utile,

YWB

Bernard (Lyon)
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour Yellow

Ce n'est pas la réponse que j'attendais. Mais merci quand même, :-) car cela m'a permis de trouver des lentilles de Fresnel de grandes tailles (1,10m x 1,10m) sur ce site : https://french.alibaba.com/product-deta ... 40966.html

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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par j2c »

haha, c'est sponsorisé par johnny H ce produit :) :lol:

Ce genre de lentille m'a toujours fasciné :) :cool:

N’empêche qu'il y a une idée intéressante derrière ça. Permettre de concentrer l'énergie solaire en un point.. (plus ou moins proche du point de convergence) Mettre un absorbeur d'énergie (Ardoise, plaque de métal.. ) couplé à un échangeur thermique (de l'eau, de l'air)...
Plus tu fonctionnes à basse température, plus l'échangeur devra être grand, et tu l'éloigne du point de convergence.
Plus tu fonctionnes à haute température, plus ton échangeur sera petit, et tu te rapproches du point de convergence (jusqu'à foutre le feu :p comme sur l'image)

A moyenne température, tu peux avoir plusieurs échangeurs les un à coté des autres.. qui monteront en température les uns après les autres... et une action sur l'angle du capteur permettra d'adapter le fonctionnement suivant la saison.
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour J2C

Problème:
- les lentilles de Fresnel sont en silicone souples et vieillissent mal avec les UV.
- En plus elles font à peu près 200 euros le m2. Ponctuellement pour faire une cuisine au soleil, pourquoi pas …

mais cela ne répond pas à mon interrogation sur les paraboles fixes, qui elles, sont faites de miroirs étroits, donc qui coûtent pas grand chose (d'autant que j'en ai de récup !)

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j2c
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par j2c »

Alors si on reprend la logique (je ne dis pas que ça va marcher.. mais je pense qu'il faut essayer.. surtout si tu as la possibilité de jouer avec des miroirs pour pas cher...).

Si tu es prêt à faire une croix sur le gain max de ta parabole.... (le miroir de Fresnel reprend le principe de la parabole, sauf que ce n'est pas continue. Le principe est le même, vu qu'on fait converger tout vers un point.)

Tu peux t'éloigner du point de convergence.. pour te retrouver avec un disque plus ou moins grand.. qui sera frappé par le soleil.
Plus le disque sera grand.. plus le gain sera faible.
En contre partie, tu auras une couverture dans la journée plus grande

Si tu es prêt à jouer l'angle horizontal quelques fois dans l'année.. le disque pourrait être remplacé par un oval (couché).

Il faudra ensuite trouver le moyen de capter l'énergie du disque ou oval en question.

Je ne sais pas si je suis clair.
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par domwood »

Bonjour

Pour des expériences à bas coût, on peut récupérer des fresnel de tv.
Ca peut se négocier chez des réparateurs/sav de téloches, ils savent généralement quelles tv en ont.

https://www.youtube.com/channel/UCQ9e0J ... z_-HL-p_6A

notamment
https://www.youtube.com/watch?v=cUxv1PSCj3I

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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par lilian07 »

Bonjour,
Il faut utiliser une feuille miroir réfléchissante >99% (on en trouve pour un prix honorable) ensuite il faut la coller sur un panneau contreplaqué de 5mm préalablement courbé selon l'objectif de précision de la focale.
Pour le tube caloporteur on utilise un tube de panneau solaire à tube avec fond réflecteur.
la parabole est ainsi placée plein sud de manière à ne bouger que 3 à 4 fois par an par inclinaison du cylindre.
C'est la solution la plus simple et la moins coûteuse pour obtenir des hautes températures par un temps bien ensoleillé. Le moindre nuage et c'est rendement 0.

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clyric
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par clyric »

entre le miroir cylindrique et la lentille de frenel, la seul grosse différence, est la taille,
la lentille de frenel a été créé pour éviter d'avoir des grosses lentilles pour des focales fortes ( et donc gain d'épaisseur et de poids )

en fonction de l'angle du soleil le point de focale se déplacera mais tu perdras de toute façon en puissance. le mieux reste toujours d'avoir la lentille perpendiculaire au soleil pour chauffe le tube ou autre.

la seul différence, sur le miroir, le tuve sous vide est au dessus.
pour la lentille il est dans le caisson en dessous.

il est "disponible" des lentilles de frenel de récup de tv, par contre faut faire gaffe comme ça chauffe très très fort...

https://www.youtube.com/watch?v=fYH5cAGYS3Y
-850W en autoconsommation
-175W en circuit fermé (12v)
-3m² en chauffage solaire à tuve en injection direct chauffage
-6m3 de cuves eau
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lien : https://github.com/xlyric/

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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par Bernard (Lyon) »

]Bonjour

Dans ma premier message, j'ai été imprécis. J'aurais dû parler de réflecteur cylindro-parabolique. Et ma question aurait donc dû être : dans le cas d'un réflecteur fixe, quelle trajectoire fait le foyer des faisceaux lumineux alors que le soleil tourne ?

Finalement, j'ai trouvé. Avec un collecteur cylindro-parabolique fixe, on peut récupérer l'énergie concentrée au moyen d'un absorbeur mobile. Les scientifiques se sont penchés sur le problème, car il est plus simple de déplacer l'absorbeur, léger de nature, qu'un collecteur, lourd encombrant, sensible aux déformations et au vent ….Lorsque le collecteur cylindro-parabolique est d'axe Nord-Sud, l'absorbeur fait l'objet d'un suivi solaire très précis. Une erreur de plus de 1°, et on perd tout.

Mais refaire un rayon de la mort, qui transperce une plaque d'acier de 5 cm d'épais, ne m'intéresse pas.

J'ai donc trouvé ce que je cherche. Un collecteur simple, rustique et facile à construire. Il s'agit d'un réflecteur cylindrique d'axe Est-Ouest. Une courbe cylindrique est nettement moins exigeante à faire que réaliser une parabole.

Le collecteur est limité à un angle de 45° et il se prolonge par une partie plane jusqu'à 60°. Au delà, c'est inutile.

Le foyer doit être de forme carré, d'arrête 0,15 R (R étant le rayon du cylindre), et il faut le placer selon le schéma joint.

Le suivi solaire est simple et approximatif car cela consiste à suivre la hauteur du soleil dans le ciel toutes les 30 mn (entre 30 mn et 60 mn), et c'est suffisant pour faire bouillir de l'eau avec un facteur de concentration de l'ordre de 3.

Pour tenir l'absorbeur au chaud, une double couverture de verre ferme le haut du cylindre.

=> l'étude : A NON-TRACKING, CYLINDRICAL SOLAR CONCENTRATOR WITH CIRCULAR CROSS-SECTION : THEORETICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS
N. NIJEGORODOV, P. K. JAIN and K. R. S. DEVAN
Department of Physics, University of Botswana, Post Bag 0022, Gaborone, Botswana

[attachment=0]absorbeur - Copie (4).jpg[/attachment

Avec ce collecteur cylindrique, à mon avis, on arrivera à faire de l'eau chaude en hiver quand le soleil est rare et de courte durée. Le reste du temps, les capteurs plans font l'affaire.
Fichiers joints
Taille et position absorbeur pour réflecteur cylindrique
Taille et position absorbeur pour réflecteur cylindrique
absorbeur - Copie (4).jpg (101.58 Kio) Vu 993 fois

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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par clyric »

tout dépends de ce que tu appel chaud... si c'est 35 ou 90°, mais ça peut marcher.
c'est le principe du barbecue solaire que j'ai à la maison ( mais pas encore testé )
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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour Clyric

Ce concentrateur a été conçu pour les personnes défavorisées en Afrique qui sont contraintes d'aller chercher du bois, ou pire, d'acheter du charbon de bois, pour faire la cuisine, contribuant dans les 2 cas au déboisement.

Cet engin est donc conçu pour faire bouillir de l'eau rapidement. La comparaison avec ton barbecue solaire semble très proche de la réalité (d'après l'étude).

L'intérêt que j'y vois, c'est la possibilité de re-charger rapidement une réserve d'eau morte, même en hiver, à un niveau de température utilisable.

Qu'en pense la communauté ???

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Re: énergie solaire par miroirs de Fresnel

Message par j2c »

Je pense qu'un barbecue solaire ou assimilé est conçu pour ne fonctionner que 2 ou 3 heures dans une journée.
Après, il faut le déplacer pour qu'il fonctionne à nouveau de manière optimale.
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