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Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Progettazione collaborativa: dall'idea alla formazione del gruppo di lavoro per la realizzazione di un prodotto finito.

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[1] Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto Utentemario_maggi » 19 mar 2014, 19:04

Ciao a tutti.
Avete mai pensato ad uno specchio solare a inseguimento?
Mettiamo di avere una casetta isolata, dove arrivano i raggi del sole anche d'inverno.
Nelle vicinanze sarebbe possibile applicare alcuni specchi mobili che riflettano la luce verso l'edificio, magari concentrandola tutta su un oblo' che permetta il passaggio del calore irradiato dall'esterno verso l'interno.
L'automazione dei 2 assi dello specchio potrebbe essere relativamente semplice, magari derivata concettualmente dall'azionamento degli specchietti retrovisori delle auto.
In inverno, un metro quadro di specchio potrebbe dare forse un apporto medio di 300 W, secondo me l'oggetto potrebbe ripagarsi da solo in molto meno di 10 anni.
Per funzionare non serviranno collegamenti elettrici esterni, il sistema potrebbe essere autosufficiente. Niente vieta di mettere specchi multipli azionati da un solo sistema, per aumentare la potenza catturata.
Ciao
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[2] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto UtenteFernecchio » 19 mar 2014, 21:26

Il mio progetto d'esame in quinta I.T.I.S. in principio era un inseguitore solare (tutto in logica cablata, con componenti obsoleti e/o di recupero) per un pannello fotovoltaico.

Abortito nel giro di qualche settimana. :mrgreen:
«Non tutto ciò che tecnicamente può essere fatto deve necessariamente essere fatto.»

R.L.M.
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[3] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto UtenteCibachrome » 18 apr 2014, 23:37

perché è stato abortito?
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[4] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto UtenteCandy » 19 apr 2014, 0:46

Sono 11 anni che ci penso, e sono 11 anni che non riesco ad immaginarmi una soluzione semplice, che non comporti lo stravolgimento della casa. Sono belle idee e nelle nuove costruzioni andrebbero obbligate. Per quelle più vecchie la vedo dura.

Bisognerebbe smetterla con questi vecchi diritti che hanno le case di stare dove vogliono solo perché sono li da tanto tempo, e ripensare ad una edilizia che, almeno da noi che si può, sfrutti al meglio anche il sole.
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[5] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 19 apr 2014, 1:16

L'idea è molto carina, mi fa pensare allo specchio di Viganella. Non so però se se ne sia poi fatto qualcosa, in quel caso.
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[6] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto Utentebladeblaze » 19 apr 2014, 1:27

Se posso provo a scrivere la mia idea. Penso che questa sia la più "semplice".
4 celle solari ai lati della finestra che saranno i nostri sensori.
Un regolatore di tensione per alimentare il tutto (dato che abbiamo i moduli fotovoltaici usiamoli anche come generatori).
Un diodo laser che sarà la nostra forma di comunicazione in uscita.
Un PIC lato finestra con almeno 4 adc ed un'uscita logica. Il PIC legge ed elabori i dati e poi invia attraverso il nostro diodo laser i comandi.
2 passo-passo per azionare lo specchio.
Un fotoresistore che sarà la nostra porta di comunicazione in ingresso.
Un PIC con 9 i/o logici oppure con 8 i/o più un capture.
Una prolunga per alimentare motori e PIC lato specchio, altrimenti si può usare una batteria ricaricabile (da vedere l'autonomia) oppure un pannello fotovoltaico abbastanza grande per i servomotori (da vedere i costi).

La logica di comando può essere del tipo:
x impulsi al secondo = ruota a sinistra
2x impulsi al secondo = ruota destra
3x impulsi = ruota in alto
4x impulsi = ruota in basso.

Se proprio vogliamo fare i galli, si possono usare 2 diodi al laser e 2 fotoresistori ed implementare una sorta di comunicazione seriale, ma non so quante cose si devono dire i PIC :mrgreen: .

Forse si potrebbe fare anche senza PIC, 4 comparatori, 4 diodi laser 4 fotoresistenze e due servomotori.
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[7] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto Utentemario_maggi » 19 apr 2014, 9:29

Ciao
L'oblo' che deve ricevere il calore dall'esterno non puo' essere una finestra in vetro (che lascia passare pochi raggi infrarossi, necessari per avere un ottimo rendimento) ma deve essere un assorbitore di infrarossi che scaldi l'aria interna. Questo prodotto http://www.termotend.com/default.asp?modulo=pages&idpage=15&idlinkref=8 e' valido per questo impiego, oggi viene usato senza specchio concentratore. La produzione di specchi concentratori con inseguimento a scatti potrebbe essere un business da sviluppare, anche con risorse limitate.

Il riscaldamento solare ad aria viene gia' usato, per esempio qui: http://www.renewableenergyworld.com/rea/blog/post/2014/04/building-integrated-solar-air-heating-systems-proving-popular?cmpid=SolarNL-Saturday-April19-2014
Non aspettiamo che siano sempre gli altri a innovare, non c'e' proprio piu' nessuno in Italia che voglia fare qualcosa di nuovo?

Ciao
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[8] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto UtenteCandy » 19 apr 2014, 11:51

Proviamo a fare un ragionamento, un disegno di massima. Per quello che è il nostro modo di costruire. La tua idea sarebbe un piccolo campo specchi installato da qualche parte, orientato sul collettore. Il collettore dove sarebbe posto? Come si raggiungerebbero gli ambienti?
Dal link postato non si desume molto. Immagino abbia dietro due tubazioni per il ricircolo dell'aria.

Tu hai modi di poterne vedere? Vedere delle installazioni?
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[9] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto Utentemario_maggi » 19 apr 2014, 12:29

Dietro al pannello ci sono due tubi con fori tondi diametro 100 mm, quello in basso prende l'aria interna, per effetto camino sale attraverso un semilabirinto all'interno del pannello, si scalda ed esce dal tubo in alto verso l'interno.
Non c'e' circolazione di aria tra interno ed esterno.
Stiamo parlando di case singole, non di palazzi, che richiederebbero un sistema simile ma ben piu' impegnativo. Concentriamoci su qualcosa che possa essere sviluppato dei nostri ragazzi, senza grandi investimenti.
Il collettore (che commercialmente chiamerei Thermoblack) sarebbe posto in posizione opportuna per scaldare un certo ambiente. Potrebbe essere collocato anche a nord della casa, in quanto gli specchi rifletterebbero la luce che di solito non arriva sul lato nord.
Il numero di specchi puo' essere variabile, per numero e posizione e dimensione. L'investimento puo' essere fatto anche in fasi successive, nella prima si installa un Thermoblack ed un solo specchio. Se piace, si aggiungono altri specchi per aumentare la resa. Non serve cambiare il Thermoblack, se questo fosse realizzato con lamiera di Alumite che potrebbe arrivare anche a 450°C. Si dovra' considerare un opportuno montaggio per evitare incendi sotto il sole di luglio. La struttura Thermoblack puo' essere completamente metallica.
Lo chiamerei Thermoblack perche' la sua superficie dovrebbe essere preferibilmente nera opaca. Non e' bello esteticamente, ma funziona meglio. In alternativa si puo' usare un sistema di cessione del calore con alluminio e ossidazione dura speciale color argento, che rende un po' meno.
Ciao
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[10] Re: Specchio a inseguimento solare per riscaldamento

Messaggioda Foto UtenteCandy » 19 apr 2014, 13:00

Quindi, rassumendo una configurazione ideale:
> Casetta singola con un poco di terreno circostante, meglio se a nord, e spazio verso il cielo libero, non in ombra;
> Installo uno o più specchi ad inseguimento, con relativo inseguitore, con una struttura metallica a terra.
> Installo un termoblack a parete, magari su una finestra in modo da ridurre le opere edili.

In una simile configurazione, quindi, la difficoltà maggiore sarebbe quella di realizzare un inseguitore che rifletta sempre in posizione fissa. Inseguitore a tempo, in base alle coordinate del posto.

In termini di sicurezza dovrebbe essere un campo specchi isolato? Se ci passa un bimbo od una anziano, viene bruciato vivo?
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