Cahier des charges AlphaSol

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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	Risques Optiques Risques liés au circuit hydraulique sous pression à haute température
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|	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...|	pas de contrainte |oui|*nettoyage des miroirs facile ; *maintenance et réglage des facettes une fois montée ; *accès au récepteur une fois monté|	Concentration secondaire sur l'absorbeur>1.5 |70-80% d'efficacité dans l'idéal| |	Entre 15 et 30 |Entre 15 et 30|avec 20 miroirs, on est plutôt autour de 15|	60%|oui| | Structure [forum] Support du champ de miroirs et du récepteur ^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^	Oui|Non|position relative fixe, à ajuster selon latitude|	Oui, ponctuellement|oui, en permanence|vitesse de vent, grêle, pluie, neige, poussière|	Oui |Oui|?|	Pieds réglables |Fixe.|génie civil à prévoir ou fixation à structure existante, toiture... Attention à la rigidité, stabilité...|	Oui |Oui| kit possible|	Oui |Non| |	Le moins possible |Ok|pas d'exigence a priori, compromis entre : complexité à fabriquer et simplicité à assembler|	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 ^	^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^	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|	>120° soit 8h de suivi|12h de suivi |? soit 90° de rotation sur 12h|	Oui |Oui|par exemple : 180° d'amplitude (miroir vers le bas)|	Oui |Oui |? "à la main" ;) ou mieux : procédure à mettre au point pour la calibrage|	Oui |Oui| plus généralement : maintenance facile...| Système de suivi (Moteurs, Programme, Capteurs) [forum] ^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^	Oui |Oui| prévoir un mode dégradé en cas de défaillance du système de suivi (suivi manuel (présence de la personne constamment) ou semi-manuel (du type pendule que l'on remonte))|	Oui |Oui| |	-|Minimum possible| Prévoir un fonctionnement autonome (pas de connexion au réseau électrique) ? (panneau photovoltaïque ?)|	Minimum |1 par module ou 1 pour tout|à valider en fonction des autres choix techniques (structure)|	Oui |Oui, avec la précision nécessaire|objectif : renvoyer tous les rayons de chaque miroir sur la largeur du récepteur (largeur du CPC)|	Oui |Oui|*: température ambiante, rayonnement solaire direct. (En complément de l'instrumentation du procédé (chaudière et usage))|	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|	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 |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 ^	100%|oui|option par défaut : vapeur en circulation forcée (pompe de mise sous pression) ; autres options : la modularité sera à étudier dans le cadre des usages, exemples : air, eau/vapeur à différentes températures...*	hautes qualités d'absorption dans tout le spectre solaire : 100%|absorptivité 90 %, émissivité infrarouge 15% : matériau intrinsèquement absorbant (ou traitement de surface absorbant)|= haute absorption dans tout le spectre solaire et faible émissivité dans l'infrarouge|	60%| oui |matériau et conduction-convection dans le fluide|	60%|oui |voir exigence de rendement thermique de l'ensemble (matériau isolant au dessus et vitre en dessous)|	60%|oui|prévoir la dilatation des différents matériaux (l'étanchéité de la cavité du récepteur évite l'entrée de poussière et la dégradation des performances optiques...)|	60%|oui|en particulier, risques liés aux hautes températures et à la pression du fluide| //__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 ^	-|?| |	-|?| *pour un soleil hors première/dernière heure, *pour quelle plage horaire dans la journée, dans la saison, *pour quelle latitude|	-|?|L'optique, voire la technologie optimale est différente suivant la température. Exemple : *Production d'eau chaude à 80°C ; *Production de vapeur à 130°C partir d'eau liquide ; *Surchauffe de vapeur de 150°C à 250°C| Circuit hydraulique ^ Exigences ^ Démonstrateur ^ Prototype ^ Commentaire proto ^	-|minimales|Limiter les pertes de charges, surtout pour les fluides légers : air, vapeur|	-|?| |	-|?|encourage le fonctionnement en boucle fermée...|	-|?| | //__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.//