Cahier des charges AlphaSol : Différence entre versions
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=== Structure des facettes miroirs === | === Structure des facettes miroirs === | ||
− | + | {|class="wikitable" | |
− | | | + | !colspan="1" | Miroir de Fresnel: surface 2x2 m$^2$ avec 20 facettes de 10 cm de large |
+ | |- | ||
− | + | |pour l'usage, exigence en terme de puissance à relier à la surface | |
− | |Limitation de la déformation des miroirs |Flèche inférieure à 5 mm | 0.1° d'orientation de la facette, soit 1cm sur le récepteur| (a priori) dépend de la hauteur du récepteur, valide pour 1,5m de hauteur| | + | |- |
− | |Suivi de la course du soleil (Est-Ouest) |>120° soit 8h de suivi|12h de suivi |? soit 90° de rotation sur 12h| | + | |
− | |Protection contre les intempéries |Oui |Oui|par exemple : 180° d'amplitude (miroir vers le bas)| | + | {|class="wikitable" |
− | |Alignement optique possible par un réglage ne nécessitant pas d'outillage particulier |Oui |Oui |? "à la main" ;) | + | !colspan="1" | Exigences |
− | ou mieux : procédure à mettre au point pour la calibrage| | + | !colspan="1" | Démonstrateur |
− | |Facettes du miroir facilement interchangeables |Oui |Oui| plus généralement : maintenance facile...| | + | !colspan="1" | Prototype |
+ | !colspan="1" | Commentaire Proto | ||
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+ | |Limitation de la déformation des miroirs | ||
+ | |Flèche inférieure à 5 mm | ||
+ | | 0.1° d'orientation de la facette, soit 1cm sur le récepteur | ||
+ | | (a priori) dépend de la hauteur du récepteur, valide pour 1,5m de hauteur | ||
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+ | |Suivi de la course du soleil (Est-Ouest) | ||
+ | |>120° soit 8h de suivi|12h de suivi | ||
+ | |? soit 90° de rotation sur 12h | ||
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+ | |Protection contre les intempéries | ||
+ | |Oui | ||
+ | |Oui | ||
+ | |par exemple : 180° d'amplitude (miroir vers le bas) | ||
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+ | |Alignement optique possible par un réglage ne nécessitant pas d'outillage particulier | ||
+ | |Oui | ||
+ | |Oui | ||
+ | |? "à la main" ;) | ||
+ | ou mieux : procédure à mettre au point pour la calibrage | ||
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+ | |Facettes du miroir facilement interchangeables | ||
+ | |Oui | ||
+ | |Oui | ||
+ | |plus généralement : maintenance facile... | ||
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==== Système de suivi (Moteurs, Programme, Capteurs) ==== | ==== Système de suivi (Moteurs, Programme, Capteurs) ==== | ||
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[[http://forum.osefrance.org/viewforum.php?f=12|lien forum]] | [[http://forum.osefrance.org/viewforum.php?f=12|lien forum]] | ||
− | + | {|class="wikitable" | |
− | |Suivre en temps réel et avec précision le déplacement du soleil |Oui |Oui| prévoir un mode dégradé en cas de défaillance du système de suivi (<del>suivi manuel (présence de la personne constamment) ou semi-manuel (du type pendule que l'on remonte)</del>)| | + | !colspan="1" | Exigences |
− | |Motorisation des miroirs |Oui |Oui| | | + | !colspan="1" | Démonstrateur |
− | |Consommation électrique | | + | !colspan="1" | Prototype |
− | |Nombre de moteurs |Minimum |1 par module ou 1 pour tout|à valider en fonction des autres choix techniques (structure)| | + | !colspan="1" | Commentaire Proto |
− | |Suivi du soleil pour renvoyer l'angle correct d'inclinaison|Oui |Oui, avec la précision nécessaire|objectif : renvoyer tous les rayons de chaque miroir sur la largeur du récepteur (largeur du CPC)| | + | |- |
− | |Instrumentation (Détection des conditions météorologiques*) |Oui |Oui|*: température ambiante, rayonnement solaire direct. (En complément de l'instrumentation du procédé (chaudière et usage))| | + | |Suivre en temps réel et avec précision le déplacement du soleil |
− | |Mesurer la température et la pression du fluide |Oui |piloter la pompe de circulation en asservissement en pression et/ou température (selon l'usage). Capteur de débit de vapeur ? Capteur du niveau d'eau liquide ? => dépend de l'usage| | + | |Oui |
− | |Arrêt automatique du système |Optionnel |Sécurité en cas de coupure électrique (pompe de circulation arrêtée => montée en température) + en cas d'orage (position miroirs têtes en bas (si possible)). (résistance à la grèle ?)| | + | |Oui |
− | |Interface de contrôle simple |Oui |niveau expert en programmation si besoin, mais simple à l'utilisation| | + | |prévoir un mode dégradé en cas de défaillance du système de suivi (<del>suivi manuel (présence de la personne constamment) ou semi-manuel (du type pendule que l'on remonte)</del>) |
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+ | |Motorisation des miroirs | ||
+ | |Oui | ||
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+ | |Consommation électrique | ||
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+ | | Prévoir un fonctionnement autonome (pas de connexion au réseau électrique) ? (panneau photovoltaïque ?) | ||
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+ | |Nombre de moteurs | ||
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+ | |1 par module ou 1 pour tout|à valider en fonction des autres choix techniques (structure) | ||
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+ | |Suivi du soleil pour renvoyer l'angle correct d'inclinaison | ||
+ | |Oui | ||
+ | |Oui, avec la précision nécessaire|objectif : renvoyer tous les rayons de chaque miroir sur la largeur du récepteur (largeur du CPC) | ||
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+ | |Instrumentation (Détection des conditions météorologiques*) | ||
+ | |Oui | ||
+ | |Oui | ||
+ | |*: température ambiante, rayonnement solaire direct. (En complément de l'instrumentation du procédé (chaudière et usage)) | ||
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+ | |Mesurer la température et la pression du fluide | ||
+ | |Oui | ||
+ | |piloter la pompe de circulation en asservissement en pression et/ou température (selon l'usage). Capteur de débit de vapeur ? Capteur du niveau d'eau liquide ? => dépend de l'usage | ||
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+ | |Arrêt automatique du système | ||
+ | |Optionnel | ||
+ | |Sécurité en cas de coupure électrique (pompe de circulation arrêtée => montée en température) + en cas d'orage (position miroirs têtes en bas (si possible)). (résistance à la grèle ?) | ||
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+ | |Interface de contrôle simple | ||
+ | |Oui | ||
+ | |niveau expert en programmation si besoin, mais simple à l'utilisation | ||
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Version du 18 juin 2017 à 08:39
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Sommaire
Cahier des charges fonctionnel du prototype Alphasole
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Exigences de conception
Dans le cadre de la conception collaborative, nous travaillons sur les exigences de chaque élément développé ci-dessous dans les sections suivantes. L'historique des discussions entre contributeurs est accessible par les liens respectifs vers le forum :
- Structure lien forum [1] ,
- Optique de concentration lien forum [2] ,
- Moteurs, Programme, Capteurs lien forum [3] ,
- Absorbeur lien forum [4] .
Général
Exigences | Démonstrateur | Prototype | Commentaire Proto |
---|---|---|---|
Réduire les risques | Attention aux réflexions parasites |
| |
Coût (matériau, fabrication, transformation, assemblage) | Minimum | Minimum : < 300€/m² | économies possible, par rapport au démonstrateur... |
Optique de concentration
[forum]
Exigences | Démonstrateur | Prototype | Commentaire Proto |
---|---|---|---|
Rendement optique | Réflectivité (incidence normale) 0.9 | 60-70% | à affiner : géométrie cohérente/optimisée, cf [[5]] ; réflectivité des miroirs à >=0.9 / Autres paramètres : encrassement, fréquence de lavage, évolution dans la durée de vie |
Robustesse et durée de vie | pas de contrainte | 3 à 5 ans | ? A étudier : *temps? *garantie? quelle perte d'efficacité? point de renouvellement, fréquence de maintenance... *équilibre économique? *à mettre aussi dans les autres section : structure, optique.. *Affiner : les éléments chers, structuraux durent plus longtemps : 20 ans ou plus... |
Accessibilité pour nettoyage et maintenance | pas de contrainte | oui | *nettoyage des miroirs facile ; *maintenance et réglage des facettes une fois montée ; *accès au récepteur une fois monté |
Efficacité thermique du récepteur | Concentration secondaire sur l'absorbeur>1.5 | 70-80% d'efficacité dans l'idéal | |
Facteur total de concentration | Entre 15 et 30 | Entre 15 et 30 | avec 20 miroirs, on est plutôt autour de 15 |
Réflecteur secondaire (CPC) : Conception coordonnée avec l'absorbeur | 60% | oui |
Structure
[forum]
Support du champ de miroirs et du récepteur
Exigences | Démonstrateur | Prototype | Commentaire Proto |
---|---|---|---|
Structures indépendantes : miroir, récepteur | Oui | Non | position relative fixe, à ajuster selon latitude |
Résistance environnement extérieur | oui, en permanence | vitesse de vent, grêle, pluie, neige, poussière | |
Rigidité suffisante contre vibrations ou déformations | Oui | Oui | ? |
Implantation au sol | Pieds réglables | Fixe | génie civil à prévoir ou fixation à structure existante, toiture... Attention à la rigidité, stabilité... |
Facilité d'assemblage | Oui | Oui | kit possible |
Facilité à transporter | Oui | Non | |
Soudage | Le moins possible | Ok | pas d'exigence a priori, compromis entre : complexité à fabriquer et simplicité à assembler |
Limitation du risque d'accident | Oui | Oui | à toutes les étapes : fabrication, montage.... |
Structure des facettes miroirs
Miroir de Fresnel: surface 2x2 m$^2$ avec 20 facettes de 10 cm de large | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
pour l'usage, exigence en terme de puissance à relier à la surface |
Exigences | Démonstrateur | Prototype | Commentaire Proto |
---|---|---|---|
Limitation de la déformation des miroirs | Flèche inférieure à 5 mm | 0.1° d'orientation de la facette, soit 1cm sur le récepteur | (a priori) dépend de la hauteur du récepteur, valide pour 1,5m de hauteur |
Suivi de la course du soleil (Est-Ouest) | 12h de suivi | ? soit 90° de rotation sur 12h | |
Protection contre les intempéries | Oui | Oui | par exemple : 180° d'amplitude (miroir vers le bas) |
Alignement optique possible par un réglage ne nécessitant pas d'outillage particulier | Oui | Oui | ? "à la main" ;)
ou mieux : procédure à mettre au point pour la calibrage |
Facettes du miroir facilement interchangeables | Oui | Oui | plus généralement : maintenance facile... |
Système de suivi (Moteurs, Programme, Capteurs)
[forum]
Exigences | Démonstrateur | Prototype | Commentaire Proto |
---|---|---|---|
Suivre en temps réel et avec précision le déplacement du soleil | Oui | Oui | prévoir un mode dégradé en cas de défaillance du système de suivi ( |
Motorisation des miroirs | Oui | Oui | |
Consommation électrique | Minimum possible | Prévoir un fonctionnement autonome (pas de connexion au réseau électrique) ? (panneau photovoltaïque ?) | |
Nombre de moteurs | Minimum | à valider en fonction des autres choix techniques (structure) | |
Suivi du soleil pour renvoyer l'angle correct d'inclinaison | Oui | objectif : renvoyer tous les rayons de chaque miroir sur la largeur du récepteur (largeur du CPC) | |
Instrumentation (Détection des conditions météorologiques*) | Oui | Oui | *: température ambiante, rayonnement solaire direct. (En complément de l'instrumentation du procédé (chaudière et usage)) |
Mesurer la température et la pression du fluide | Oui | piloter la pompe de circulation en asservissement en pression et/ou température (selon l'usage). Capteur de débit de vapeur ? Capteur du niveau d'eau liquide ? => dépend de l'usage | |
Arrêt automatique du système | Optionnel | Sécurité en cas de coupure électrique (pompe de circulation arrêtée => montée en température) + en cas d'orage (position miroirs têtes en bas (si possible)). (résistance à la grèle ?) | |
Interface de contrôle simple | Oui | niveau expert en programmation si besoin, mais simple à l'utilisation |
//__idées:__ Accés à distance (ethernet) ? Facilite la programmation, consultation des informations de fonctionnement (et historique ?) ==> A prévoir dans un second temp. Mais, il faut peut-être prévoir dés à présent les ports sur l'Arduino... //
Récepteur (Absorbeur)
[forum]
^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^
//__idées:__
- La modularité est difficilement compatible avec les importantes contraintes sur l'absorbeur (pression, variation de température,
etc.)
- En cas de risque de gel, il faut vidanger l'absorbeur (sinon le gel risque de le détruire...)
==> Capteur de température extérieure + électro-vanne ? ==> Conception de l'absorbeur permettant sa vidange complète //
Usages
Exigences à définir avec l'utilisateur...
Fonctionnement
^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^
Circuit hydraulique
^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^
//__idées:__
Pourrait-on avoir un retour du futur utilisateur ?
De quel puissance (mini, maxi, moyenne) a-t-il besoin ? Pendant combien d'heure ? Et selon la saison ?
Chez mes parents, distillerie de lavande : juillet. Conserve et confiture de juin à septembre.//