¿La mejor forma para reflectores solares?

Los platos parabólicos a un punto SOLO cuando se apuntan EXACTAMENTE al sol. Pero el sol se mueve y ese punto se extiende rápidamente por todo el lugar a menos que esté vigilando su cocina solar todo el tiempo.

¡Mi conclusión después de un par de meses de trabajar con un prototipo es que un plato parabólico es la forma incorrecta!

Este instructivo es sobre la forma que encontré para reemplazar la parábola y cómo puede usarla para hacer una cocina solar parabólica "Compuesta" simple y confiable. ¡El mío enfocará el calor en su olla de cocción por hasta 3 horas sin moverlo!

www.youtube.com/watch?v=uX9Z-nsUHiA Aquí hay un enlace de video para ayudar también.

Puede pasar a la séptima página si solo desea ver una plantilla para la cocina.

Utilice la plantilla para hacer "pétalos" de cualquier material de hoja.

Luego pegue la plantilla con cinta adhesiva o cinta adhesiva y pegue el recubrimiento reflectante en ella.

¡Finalmente un uso para signos de elección corrugados cuando la elección ha terminado!

Suministros:

Paso 1: Problemas con Parabolas!

Por qué necesitaba una nueva forma

El acumulador solar de seguimiento.

Era una cocina solar que consistía en una olla de material y un reflector parabólico que giraba lentamente para rastrear el sol en un monte ecuatorial. Este reflector parabólico no era el fondo de un recipiente parabólico como la mayoría de los reflectores, sino una sección del lado del recipiente.

Hice este seguimiento diario con un rastreador de baja tecnología que hice.

Era solo un cierre ajustable (también en instructables)

El sol se mueve más alto y más bajo en el cielo con las estaciones y tenía la intención de hacer este ajuste dos veces por semana para mantener mi plato apuntado exactamente al sol y la luz exactamente en mi olla de comida. Tuve que hacer un "matemático mecánico" para hacer mi sección de un plato parabólico, y también tuve que hacer un rastreador de baja tecnología.

Un problema fue que cada vez que me ajustaba al cambio de sol para la temporada, el centro de gravedad cambiaba y tenía que reajustar el equilibrio del plato. ¡Pérdida de tiempo!

Otra es que los platos parabólicos son dispositivos de precisión.

Si apunta ligeramente mal al sol o si su mecanismo de rastreo es ligeramente inexacto, o incluso si golpea su plato unas cuantas veces (como lo hice yo), no obtendrá los resultados esperados.

¡Estas son algunas de las razones por las que necesitaba una forma más tolerante que la parábola!

Paso 2: Buscando una solución

Busqué en la literatura sobre formas para reflectores pasivos y encontré concentradores de Winston y reflectores de cúspide.

Pero las cúspides no se concentraron mucho, mientras que los concentradores de Winston podrían ser adecuados para un horno de caja, pero no para lo que tenía en mente. Se concentran en un área detrás de la parábola compuesta.

Finalmente, decidí que si giraba una parábola alrededor de su enfoque un cierto número de grados y me unía a las 2 curvas internas, podría funcionar para mí.

Usar esa forma enfoca la luz en un área en o debajo del punto focal de las parábolas combinadas.

He añadido notas de imagen a las 2 imágenes a continuación para explicarlo un poco. La forma 1 es la parábola de un plato parabólico.

Shape 2 muestra cómo girarlo para hacer un plato parabólico compuesto de 45 grados (adecuado para hasta 3 horas de cocción solar sin mover el plato)

Paso 3: Hacer la cúpula

Decidir forma y tamaño

Elegí una olla, la pinté de negro y la utilicé en un modelo para elegir un buen plato parabólico compuesto.

Vi que podía hacer un plato parabólico compuesto de 3 horas y 45 grados para iluminar esta olla.

Así que me puse a hacer un molde para el plato.

Primero, marqué el trozo de parábola en un trozo de madera y corté la madera con esa forma.

Luego coloqué la curva de madera en un clavo sobre un eje central.

Agregué escombros debajo de él para acercarlo a la forma de madera.

Finalmente puse la forma de madera todo alrededor.

La mazorca es una mezcla de arena arena paja y agua.

Tuve que dejarlo secar durante aproximadamente una semana.

Paso 4: Hacer el plato

Haciendo el plato sobre el molde.

Tenía un cartel antiguo de plástico corrugado y decidí usarlo para mi primer plato.

Primero lo corté para que se doblara un poco sobre el molde.

Lo sujeté con piedras y el martillo.

Mira cerca del martillo. ¿Ves cómo se superponen los cortes cuando se mantiene cerca de la cúpula?

Dondequiera que se superpongan, se corta de nuevo y se elimina la socavación.

Luego lo sostienes todo con piedras o lo que sea y pegas las secciones.

Paso 5: Agregando el Mylar

El plato completo debe hacerse reflexivo.

No tenía suficiente material para cubrir toda la cúpula, pero ¿a quién le importa?

Corté trozos de mylar para cubrir el interior del plato. Los pegué con pasta de patata.

Utilicé piezas grandes o pequeñas dependiendo de la curva. Más pequeño en las secciones más curvas para evitar arrugas.

Lo dejé secar y luego lo probé.

Colgué una olla de 7 litros sobre ella y ajusté el plato hasta que pensé que estaba apuntando al sol.

Más tarde puse una bolsa de pavo sobre la olla para conservar el calor.

Paso 6: ¡Cocinando!

Calenté agua y vaporicé agua del suelo en la olla grande de 7 litros.

El suelo cocido al vapor es mejor para las plántulas porque no tiene insectos y las semillas de malezas son eliminadas por el vapor.

Para la cocción utilicé una vasija de cerámica marrón.

Para una prueba me guisé un poco de manzana.

Lo olvidé y se hizo hervir en la cocina.

El termómetro va a HI cuando está por encima de 100C

Paso 7: Conclusiones, Plantilla y Pdf de Mis Resultados

Por lo tanto, todavía no he hecho el nuevo acumulador solar de seguimiento.

¡Lo que he hecho es una cocina solar autónoma mucho más utilizable!

La forma parabólica compuesta significa que no necesita ser apuntada exactamente al sol. El plato debe estar en un área desde el foco hasta la parte posterior del plato. En mi caso, el foco está a 10 u 11 pulgadas de la parte trasera, por lo que mi olla es casi perfecta.

Aquí hay una plantilla para que puedas hacer la tuya propia.

Creo que si haces la plantilla de madera contrachapada, luego la utilizas para cortar las formas en mylar, puedes hacer fácilmente 12 segmentos. Luego simplemente péguelas con cinta adhesiva en la parte posterior y debería tener una cocina de paraguas con la misma forma que la mía.

Use un alambre delgado para mantener su paraguas abierto (¡Hasta usted para descubrir cómo!) Y comience a cocinar.

Los gráficos de mis resultados en 2 pruebas de calentamiento de 7 litros de agua en una olla se muestran en las otras fotos.

También incluyo un borrador de archivo pdf para que pueda ver mis resultados.

Tenga en cuenta que tengo un nuevo instructivo que está dedicado a hacer su propia plantilla utilizando habilidades técnicas básicas de dibujo o un programa de diseño de computadora. Si puedes leer el plano de una casa y la elevación, ¡probablemente puedas hacer una plantilla!

Paso 8: primer intento con la plantilla. ¡Cocina solar de emergencia barata!

Cocina sencilla con la plantilla.

Decidí hacer una cocina de paraguas a pesar de que es casi octubre y es poco probable que los resultados sean útiles. Primero recorté los 12 segmentos, luego los enmascaré juntos. Hice un poco de trampa en la siguiente etapa, el cableado. Primero, coloqué el conducto con cinta adhesiva a lo largo del borde para que el cable tenga algo importante a lo que adherirse.

Coloqué el paraguas sobre la cúpula de la mazorca e hice que el borde del alambre girara alrededor de él y luego lo coloqué sobre el alambre. Luego, con el paraguas aún en la cúpula, corté 2 alambres transversales para pasarlo y lo doblé para sostener el alambre de la llanta.

En retrospectiva, debería haber tenido 4 cables para mantenerlo en forma.

También rediseñé mi primer compuesto parabólico con papel de cocina para ver cómo funcionaría.

Solo pondré algunas fotos para mostrar los resultados (página siguiente). Solo llegué a aproximadamente 85 C, pero como puedes ver, eso es suficiente para hervir las papas y también para hornearlas.

¡Probablemente no mucha gente pensó en hornear papas en una olla negra! Funciona, incluso el 29 de septiembre.

Mi paraguas de cocina fue un primer intento y no puse suficientes cables para mantener el paraguas arriba. Acabo de tener el alambre de la llanta, y dos alambres se cruzan en la parte superior. Creo que necesita 4 alambres cruzados para ser efectivo. Además, tenía esa pequeña olla de vidrio donde necesitaba la olla grande para agarrar toda la luz.

¡Todavía funcionó sin embargo!

Brian White 1 de octubre de 2008

Paso 9: Cocinar y Hornear

Patatas hervidas y al horno!

Herví papas en la cocina de emergencia de paraguas y horneé en la olla negra grande en la cocina solar (ahora cubierta con papel de cocina) que hice en el molde de mazorca.

No estaba contento con el rendimiento de la cocina de emergencia, pero funcionó claramente.

En parte, la olla pequeña era un problema, pero también había muchos pliegues que probablemente rebotaban la luz en direcciones equivocadas.

Como podéis ver, ambos trabajaron el 29 de septiembre. La temperatura en cualquiera de las cocinas solares no superó los 80ºC.

¡Pensé que era innovador de mi parte levantar las papas para hornear!

¡Me imagino en futuros diseños que las papas se pueden poner en pequeños pinchos de metal en el interior de las ollas "para hornear" para que el calor pueda ir directamente al centro de las papas para una excelente cocción!

Paso 10: ¿El futuro de la cocina solar parabólica compuesta?

Algunas pequeñas visiones.

La cocina solar parabólica compuesta es parte de mi búsqueda de mi santo grial.

Una cocina solar de seguimiento de baja tecnología. ¡Creo que se acerca mucho más!

Pero es mucho más que eso. Es una cocina solar autónoma confiable y fácil de hacer.

Incluso el pequeño que hice hace unos 200 vatios en la comida. En un foro de ingeniería, un hombre calculó que podría pagarse el costo de la electricidad en 50 comidas. (suponiendo que el material cueste 30 dólares).

Calculó que mi panel solar de 15 vatios se pagaría solo en "esperar". Espere, ESPERE ______

Espera 70 AÑOS !!!!!!

Si alguien puede hacer que la sombrilla se acerque un poco más a la forma adecuada (sin las arrugas que tenía), el costo se reduce a menos de 10 dólares.

Eso podría ser un salvavidas en todo el mundo cuando las personas pasan hambre.

La forma parabólica compuesta significa que puede utilizar un seguimiento de tecnología bastante baja y obtener un buen rendimiento. El cambio estacional en la altitud de los soles en el cielo es de 46 grados.

¡Eso significa que mi cocina (si está en un sistema de seguimiento de un solo eje), podría cubrir casi todo el AÑO!

Eso es increíblemente valioso. Hacer un seguimiento preciso del sol es criminalmente difícil de hacer.

Con esta pequeña cosa no tienes que ser muy preciso.

También veo este plato parabólico compuesto (en una versión de medio plato) como muy útil para hornos solares invertidos en mesas. Tiene su medio plato de seguimiento debajo de la mesa, enfocando la luz a través de un agujero en la parte inferior del horno solar altamente aislado.

Por lo que puede obtener un calor más alto y una mayor transferencia de energía también.

Algunas personas piensan que es raro querer usarlo para humedecer el suelo. Hablé en un foro en línea y a algunos jardineros les agrada bastante la idea.

Incluyendo uno con un programa de televisión! ¡Expandir los usos de la cocina solar es bueno en mi opinión!

Brian (Diagramas por venir pronto)

Paso 11: Ampliando

¿Qué pasa si haces las cosas más grandes?

Por ejemplo, ¿si tomaste todas las longitudes del plato y la olla y las hiciste el doble de grandes?

¿Lo que pasa?

He revisado algo de eso. Y aquí hay algunas pautas.

El área de superficie de la olla aumenta al mismo ritmo que el área del plato.

¡Pero si doblas el área de superficie de la olla, aumentas el volumen en aproximadamente 2.8 veces!

Esto significa que el doble del tamaño del dispositivo pondrá exactamente el mismo flujo solar en la superficie, pero habrá mucha más capacidad en el interior.

Creo que esto significa que los dispositivos solares parabólicos compuestos tendrán tamaños más o menos ideales para usos específicos.

También este aspecto, el aumento del volumen más rápido que el área de recolección, podría significar que las parabólicas compuestas de 15 y 30 grados se convertirán en la norma en unidades más grandes.

Paso 12:

Usando software para comparar el rendimiento de la cocina solar

Las cocinas solares vienen en una gran variedad de formas y tamaños, y muchas de ellas son excelentes cuando se apunta directamente al sol, pero el rendimiento se deteriora muy rápidamente a medida que el sol se mueve. He estado buscando software para ayudar con el diseño desde agosto de 2008 o antes. Finalmente encontré algo utilizable por mí. Arte de la ilusión. Con él, comparé un plato parabólico, varios platos parabólicos compuestos y un hemisferio a medida que el sol se mueve en incrementos de 5 grados. (20 minutos de degradación). ¡Es solo resultados preliminares, por supuesto, pero el hemisferio gana como el mejor plato estacionario!

¡Quien lo hubiera pensado! El plato parabólico vino --- ¡ÚLTIMO!

Para ser justos, mi prueba fue bastante cruda. Acabo de configurar 7 cámaras para renderizar las escenas directamente desde arriba a 30 grados. (2 horas después). Usé una bola roja para representar el recipiente de cocción y creo que el tamaño de su reflejo en el plato se aproximará al poder de cocción.

Nada fue optimizado. Puse la pelota en 000 en las coordenadas de xyz y moví los platos hasta que la imagen de reflexión llenó el plato con la cámara por encima. Luego hice todos los otros platos invisibles y rendericé la escena con cada cámara en sucesión. Finalmente puse las 35 imágenes en un archivo jpg para que la gente haga su comparación. También he subido una versión ligeramente mejor de mi archivo de escena del arte de la ilusión para cualquier persona que quiera probar esto. Recibí mucha ayuda en los foros del arte de la ilusión con esto y les agradezco por ello. El hilo de ayuda es

sourceforge.net/forum/forum.php?thread_id=2915545&forum_id=47782

Si usas mi archivo de escena, necesitas reducir la ampliación de los valores predeterminados de 100 a 1 o 2 para ver los platos. El archivo de escena debe ser.aoi cuando lo descargues. Me han dicho que se puede descargar como.temp (solo cambia a.aoi y debería estar bien)

Explicación de la imagen. Con el sol arriba, todos los platos muestran una imagen roja completa, lo que significa que la luz del sol se reflejará en la bola roja en el foco. ¡Así que todos son igualmente buenos cuando apuntan al sol! A 10 grados de diferencia (40 minutos más tarde) aparece un color negro en la reflexión parabólica del plato, lo que significa que este plato es mucho más pobre en esas condiciones. ¡Refleja considerablemente menos luz a la bola roja que los otros platos! A 30 grados del objetivo, casi todos los platos son inútiles, el único rojo que podemos ver es la propia bola roja. Los platos simplemente reflejan la luz del sol de vuelta al espacio. (La gente en el arte de la ilusión no está muy impresionada con mi mala elección de ampliación), etc. Debería haber tenido los discos rojos mucho más grandes. Lo siento

16 de febrero, recibí ayuda con un nuevo archivo de escena. Si lo usa, puede reproducir una película de detención de archivos jpg de cada plato muy rápidamente, también puede mover la línea de tiempo de la película y su cámara se mueve rápidamente. (Tengo un video en YouTube para ayudarlo a comenzar con esto.

www.youtube.com/watch?v=y-s2N_8tzQo es la primera parte del software

www.youtube.com/watch?v=obMlr2pXXgY es la parte 2 Es de mala calidad, pero si la superas, vale la pena.)

El archivo de escena para hacer películas es bastante limpio. Se llama platos todos nullworks.aoi del mismo tamaño. Utilicé un cuadro por segundo y 48 cuadros en total.

Dejé las 7 cámaras no utilizadas para que pueda usarlas como marcadores cuando mueva la cámara 1 en un arco sobre la escena.

El 20 de febrero, agregué los 5 archivos.mov aquí para descargar, para que puedas inspeccionar cómo los platos reflejan la luz con el tiempo.

Dependiendo del plato, el patrón de reflexión es muy diferente! Insto a la gente a descargar e inspeccionar estos archivos de películas de QuickTime. Muestran un plato de oveja a 45 grados de lado.

Brian

Segundo premio en el

Concurso de científicos hambrientos