Open Hardware Solar concentrator - Linear Fresnel Reflector
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SolarConcentrator

Open Hardware Solar concentrator - Linear Fresnel Reflector

The OSÉ Solar concentrator programs and designs are licensed under the GPL V2, GPL V3 or Attribution-ShareAlike 4.0 International based on the most appropriate license for the type of work.

The full text of the license GPL is available here:
http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/gpl-2.0.html http://choosealicense.com/licenses/gpl-3.0/ The creative common license is available here http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

See also: http://en.wikipedia.org/wiki/GPL

more information on this open hardware Solar concentrator can be found here: http://wiki.osefrance.org/doku.php?id=wiki:concentrateursolaire

its authors are voulunteers of Open Source Ecologie (French chapter of Open Source Ecology) www.osefrance.fr

#Présentation générale #Objectif

L'objectif du projet est de fabriquer un concentrateur solaire, c'est à dire, un dispositif permettant de collecter l'énergie thermique solaire, c'est à dire :

capter et concentrer le flux solaire sur un absorbeur,
assurer l'extraction de la chaleur pour son utilisation a posteriori.

Les usages et grandeurs de référence sont définies par la suite. Contexte

Le développement du produit aura lieu au sein de l'association Open Source Écologie en collaboration avec toute personne se sentant un lien pour le projet. Il sera réalisé de manière à s'inscrire dans le contexte de l'économie open source sans contrevenir aux dispositions de la propriété intellectuelle (brevets existants) et aux normes en vigueur (dispositif sous pression).

Le concentrateur solaire a été sélectionné parmi les 50 machines du Global Village Construction Set (GVCS). Il fait partie des dispositifs permettant la production primaire d'énergie.

Le changement climatique et la dépendance actuelle aux énergies fossiles nous montrent la nécessité d'une transition écologique où les énergies renouvelables, et en particulier le solaire thermique, doivent jouer un rôle prépondérant. De plus, le choix du solaire thermique est motivé par le constat que environ 40% de l'énergie consommée par l'industrie en Europe est utilisée pour générer de la chaleur à des températures inférieures à 400°C. Utilisation : usages et finalité

Nous préparons un développement en plusieurs étapes pour apprendre et progresser au fur et à mesure. Pendant les phases de design 3D et de développement, nous prévoyons de construire une maquette de table pour tester la forme générale et l’automatisation. Ensuite, un démonstrateur sera présenté pendant le forum Alternatiba, le 26 septembre 2015. Enfin, au cours de l’année 2016, un prototype grandeur nature (de 10 à 15 m²) sera conçu sur la base des connaissances engrangées. #Démonstrateur (phase actuelle)

L'objectif est de présenter la technique de la concentration solaire dans un but de diffusion des savoirs et de sensibilisation. Il est nécessaire d'aboutir à un produit fonctionnel, d'encombrement réduit, fonctionnant en France. La température atteinte sera fonction des optiques concentration et de la surface de miroir mais n'est pas une exigence. Prototype

Les prototypes seront conçus pour une finalité productive, adaptables sur une large plage de latitudes et dans des lieux isolés. Les usages visés sont variés : cuisson, procédés artisanaux ou industriels utilisant de la chaleur moyenne température (250°C max). Solution retenue

Il existe différentes technologies de concentration du rayonnement solaire.

Schéma du concentrateur et définition des axes. (1) Miroir de Fresnel ou collecteur; (2) facettes du miroir; (3) récepteur.

La solution que nous avons retenue est un concentrateur solaire plan, à symétrie axiale, avec deux étages de concentration. La concentration primaire est réalisée par un miroir de Fresnel, la concentration secondaire par un concentrateur parabolique composé (CPC) sur l'absorbeur situé au foyer. Cette solution a été retenue pour sa simplicité de fabrication et d'utilisation.

Plus précisément, le miroir de Fresnel ou collecteur (1) concentre le rayonnement sur une ligne sur laquelle se trouve le récepteur (3). L'orientation globale du concentrateur solaire (CS) est fixée par l'axe du récepteur (axe x). Le suivi solaire selon un axe perpendiculaire (axe y) peut être réalisé aisément grâce à la rotation des facettes (3) du miroir de Fresnel. Par contre, la variation d'angle d'incidence parallèle à l'axe du CS (saisonnier ET quotidien) induit une translation entre l'image réfléchie par le collecteur et le récepteur, c'est à dire des pertes supplémentaires aux extrémités du récepteur (end loss).

Figure: schéma du concentrateur et définition des axes. (1) Miroir de Fresnel ou collecteur; (2) facettes du miroir; (3) récepteur. #Sous-projet : Démonstrateur #Géométrie

Le miroir est horizontal et l'axe du CS (axe x) est orienté Nord-Sud. Cependant, le démonstrateur a vocation à être utiliser pour l'expérimentation donc une certaine flexibilité dans le positionnement entre le miroir et la structure supportant le récepteur est demandée. Contraintes particulières Surface de miroirs (utile) (m2) 4 Fluide thermique d'échange Eau sous pression “Scalabilité” 1) Pas nécessaire Alimentation électrique 2) Indifférent Dimensions au sol (m) 6*6 maximum Hauteur (m) h = 2 ± 10% Poids Coût (€) < 1000 3) Compatibilité design open source Au maximum 4) Implantation Paris latitude = 48°N Livraison 1/09/2015

De plus, on essayera d'utiliser au maximum des logiciels Open source. Le design étant réalisé en France, les plans utiliseront le système métrique et les normes de dessin françaises. Schéma de liaison

#Schéma de liaison http://wiki.osefrance.org/doku.php?id=wiki:concentrateursolaire#schema_de_liaison

#Planning http://wiki.osefrance.org/doku.php?id=wiki:concentrateursolaire#planning

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