Автоматизация ориентации концентраторов своими руками.

Давайте обсудим.

Вот вводная тезисами джентльменов:

megaherz пишет:
Вот полярная подвеска https://redcdn.net/ihimizer/i/42e4c680d4f8.jpg/ рабочий орган к ней- актуатор. Управляется питанием 36В. Сектор разворота около 120-135 град. Управлять такой штукой можно самодельным позиционером. импульсы на поворот конструкции идут от термодатчиков по обе стороны от нагреваемой головки что бы на разности температуры снимаемых с датчиков головка стирлинга всегда находилась в фокусном пятне.
Стоимость подвески около 200-300 грн, актуатор - 150-250 грн, спаять позиционер около 150 грн, кронштейны и крепеж где-то 200- 250 грн.

Проходимец пишет:
...К примеру взять 4 светочувствительных датчика подсоединить их к двум электромоторчикам (один двигает зеркало\линзу по вертикали, а другой по горизонтали). Датчики расставить квадратом и разделить их перегородками , получается объёмный крест и чем он длиннее тем точнее определяется положение солнца. Когда наш датчик и солнце не на одной линии, в зависимости от положения солнца тень от перегородок\объёмного креста падает на какой-то \какие-то датчики. В зависимости на какой датчик падает тень включаются электромоторчики и двигают зеркало\линзу. А когда солнце уходит за горизонт(запад) линза\зеркало опускаясь замыкает специально подведённый контакт и зеркало\линзу разворачивает на восток.
P.S.
Датчики прикреплены к зеркалу\линзе

Sogokon'A пишет:
...Ваша подвеска, мои зеркала, движки Игоря. И сделаем хотя бы рекламно-экспериментальный образец, который можно будет показывать, и давать на апробацию заинтересованным лицам.
Вот нашел свежую статью http://www.focus.ua/economy/162752#comments&s=comments
Как видите, таких как мы, там вообще не замечают. Полный вакуум. Так давайте его и заполним.

...С датчиками и электроникой проблем нет. Это все мелочи. Главное механика.

megaherz пишет:
Конструкция полярной подвески такова, что поворот и наклонение рефлектора происходит одновременно при помощи единственного двигателя. Актуатор жрет где то 200-250 мА при 36В, а сколько будут тянуть моторы? плюс необходимо увязать их, а это усложнение схемы позиционера.
Невозможно получить хорошую конструкцию что бы ничего не вложить.

Айрат пишет:
Джентельмены, объясните пожалуйста, зачем нужна электроника и датчики слежения, если положение солнца в нужное время для конкретной точки местности можно просчитать на тысячилетия вперед? По идее, часы нужны двух осевые - на склонение и азимут.
По моему самая большая проблема - ветровая нагрузка при ураганном ветре.

megaherz пишет:
...нужно знать какое зеркало, и какой двигатель так как не известно габариты ни того ни другого, и что вешать на траверсу...

Мои пять копеек.
Осевая ориентация по склонению солнца. Поправляется вручную с периодичностью пригляда за исправностью устройства. Датчики не нужны, однозначно, ибо солнце по небу не мечеца туда-сюда. Электроника - однозначно.

А вот дальше предлагаю такое.

Стирлинг (С) с концентратором (К) соединяются жесткой фермой. Ось ориентации проходит где-то через ферму. Конкретней где-то посередине. Чтоб всё движущееся вписывалось в минимальный диаметр вращения. Всё работает "туда-сюда": солнышко село - всё оперативно возвращаица к началу. Редуктор (Р) нужен с непрерывной скоростью поворота по оси большей чем надо в разы, а вот запитываца он должен в прерывистом режиме от настроенного на данную механику генератора. Вечером (по концевику) реверсом в непрерывном режиме всё обратно (до другого концевика). Источник электроэнергии на это автономный с подзарядкой от всего. Основная подзарядка встроенным ветрогенератором.

Вот как-то так.

Я вот как-то так пробовал, и мне не понравилось.

Sogokon'A пишет:Я вот как-то так пробовал, и мне не понравилось.

Вот Вам пища для размышлений. Моя тарелка https://redcdn.net/ihimizer/i/p1040434i.jpg/

Ну в общем-то понятно. Крепёж без привода. А собсно, в приводе главная затрата.

Sogokon'A пишет:...и мне не понравилось.

Мало эстетики? А для чего это было нужно?

megaherz пишет:
Вот Вам пища для размышлений. Моя тарелка https://redcdn.net/ihimizer/i/p1040434i.jpg/

У меня тоже такая есть. На заднем плане просматривается. Я не считаю это хорошим решением проблемы. Для детекторных головок, весом 75 грамм это проходит, а для чего-нибудь более серьезного - проблематично.

samorez пишет:

Sogokon'A пишет:...и мне не понравилось.

Мало эстетики? А для чего это было нужно?

Чтобы окончательно убедиться в тупиковости этого направления.

Дело больше не в эстетике, а правильности выбора положения оси вращения. Также существенно влияет форма зеркала (осесимметричное с центральным фокусом, или оффсетное, полученное из параболлоида вращения путем сечения его цилиндрами). Подвеска должна описывать такую же траекторию как Солнце. Только тогда вы всегда будете греть двигатель при помощи одного рефлектора. Вы слушаете меня но не слышите. Ну как хотите...

На мой взгляд в фокусе зеркола должен нагреваться теплоноситель, например масло. Далее теплоноситель переноситься к нагревателю стирлинга и охлаждается, совершая полезную работу. Громозкий стирлинг, тем более с генератором, вообще не должен находиться не на какой оси и вращаться, а быть скорее баластом на опоре, чтобы всю эту красоту ветром не унесло. Циркуляция масла должна обеспечиваться маленьким стирлинг-насосом или заберать часть энергии. Можно в конце концов и воду дистилированную испарять в замкнутом цикле, но с маслом температуры выше.

Чтобы вообще сильно не заморачиваться по траекториям, предлагаю устанавливать подобные установки исключительно на экваторе

megaherz пишет: Вы слушаете меня но не слышите. Ну как хотите...

Не знаю как другие, но я вас слушаю, слышу, пропускаю все сказанное через мозги и руки. Надеюсь, что Вы поступаете аналогично.

Идея с теплообменником в фокусе зеркала заслуживает внимания

Айрат пишет:чтобы всю эту красоту ветром не унесло.

Давайте пофантазируем. Вы купили у меня за 500 баксов зеркало 1,2 метра с коэффициентом отражения 95%. Неужели у вас поднимется рука, "всю эту красоту" оставить на улице?

Sogokon'A пишет:

Айрат пишет:чтобы всю эту красоту ветром не унесло.

Давайте пофантазируем. Вы купили у меня за 500 баксов зеркало 1,2 метра с коэффициентом отражения 95%. Неужели у вас поднимется рука, "всю эту красоту" оставить на улице?

Кроме всего стоит подумать, как защищать зеркало от осадков (град и т.д.)

megaherz пишет:

Sogokon'A пишет:

Айрат пишет:чтобы всю эту красоту ветром не унесло.

Давайте пофантазируем. Вы купили у меня за 500 баксов зеркало 1,2 метра с коэффициентом отражения 95%. Неужели у вас поднимется рука, "всю эту красоту" оставить на улице?

Кроме всего стоит подумать, как защищать зеркало от осадков (град и т.д.)

Да не в осадках здесь дело. Дело в насекомых, которые ориентируются по Солнцу. А это мухи, пчелы, осы, шмели, бабочки, стрекозы и жуки вплоть до рогачей и майских. Зеркало их вводит в заблуждение и они на всех парах летят к солнцу и разбиваются о поверхность зеркала. Отмывать эти следы очень тяжело. Не спасает и стекло, расположенное непосредственно перед зеркалом. Единственный выход - это стекло на расстоянии 2-3 метров от зеркала. Тогда угловой размер зеркала для насекомых уменьшается и они уже не воспринимают его как солнце. Поэтому я и говорю о солнечных башнях.

Так ли опасен майский жук или даже коровье г...но по сравнению с куском льда падающего с высоты в несколько км.? Не знаю, но стекло не будет ли влиять на светопреломление на границе раздела сред?

Sogokon'A пишет:

megaherz пишет:

Sogokon'A пишет:

Айрат пишет:чтобы всю эту красоту ветром не унесло.

Давайте пофантазируем. Вы купили у меня за 500 баксов зеркало 1,2 метра с коэффициентом отражения 95%. Неужели у вас поднимется рука, "всю эту красоту" оставить на улице?

Кроме всего стоит подумать, как защищать зеркало от осадков (град и т.д.)

Да не в осадках здесь дело. Дело в насекомых, которые ориентируются по Солнцу. А это мухи, пчелы, осы, шмели, бабочки, стрекозы и жуки вплоть до рогачей и майских. Зеркало их вводит в заблуждение и они на всех парах летят к солнцу и разбиваются о поверхность зеркала. Отмывать эти следы очень тяжело. Не спасает и стекло, расположенное непосредственно перед зеркалом. Единственный выход - это стекло на расстоянии 2-3 метров от зеркала. Тогда угловой размер зеркала для насекомых уменьшается и они уже не воспринимают его как солнце. Поэтому я и говорю о солнечных башнях.

В таком случае линзы действительно практичнее.
500$ стремительно уменьшает целесообразность решения, если учитывать дополнительные расходы на систему ориентирования, необходимость обслуживания и защиты. Если еще башню под это строить... Идеи становятся силой, когда овладевают массами.

Если тарелки делать массово, то можно акриловые листы под форму загонять и пленкой обклеивать. Пусть не 95%, но и не 500$.
Примерно 15$ обходится решение, если в 20 литровые балоны от воды загонять черные мет. трубы. Солные лучи приламляются и фокусируются на трубе, а парниковый эффект в балонах не дает трубе остывать. Тоже какой-никакой концентратор, причем вдоль забора пустить можно, и не боится насекомых/града.

Если речь пошла о башнях, тогда сразу крышу нужно делать сферическую прозрачную, чтобы все как линза в одну точку собирала.

Причем поймите, мне не 500$ жалко - просто это будет простой игрушкой не позволяющей получить какую либо практическую пользу, даже в плане автономности. Просто по логике вещей ее нужно использовать там где много солнца, где нет осадков и насекомых. Или в башне.

Sogokon'A пишет:...Чтобы окончательно убедиться в тупиковости этого направления.

Ясно. Направление нормальное.

Джентльмены, предлагаю эскиз разработанного мной поворотного устройства ценой менее 30 долл.

Берём два отрезка труб соседних размеров в районе 2". Во внутреннем цилиндре протачиваем продольные сквозные пазы напротив друг друга шириной 6-7мм. Во внешнем цилиндре делаем один спиральный паз вполоборота такой же длины. Соединяем цилиндры на шариках (это очень просто) на скользящей посадке.

Приводная часть состоит из мотор-редуктора шуруповёрта. К выходному валу через муфту крепим штырь с резьбой (напр. М6). По этому валу по резьбе скользит ползун, выполненный из прутка бронзы (латуни) D 10-15мм длиной с внешний диаметр внутреннего цилиндра. На ползуне кроме центрального отверстия с резьбой имеются парные проточки с краёв для сопряжения ползуна с пазами внутреннего цилиндра.

С одного торца ползуна на винте с резьбой (на рис. не показан) закреплён микроподшипник, внешним размером которого определяется ширина спирального паза внешнего цилиндра.

Сборка. В зазор между цилиндрами устанавливаем шарики штук по 5-7. Далее разделяем их сепаратором из любого листового материала, прорезанного по типу гребёнки. Можно сделать сепаратор из отрезков коктейльных соломинок. Далее устанавливаем ползун в пазы и подводим резьбовой вал к центральному отверстию этого ползуна. Накручиваем сколько-то. Через проставки из пенопласта центруем двигатель и вводим силикон. Когда застынет совмещаем спиральный паз с ползуном и привинчиваем подшипник.

Закрепляем всё за внутренний цилиндр и осторожно даём напругу. О чудо! Оно поворачиваица!!!

Чтобы в крайних положения ничего не ломалось можно сделать удаление резьбы с вала (проточку) в нужных местах. А так штатно ставятся концевики.

Вот как-то так. Покритикуйте. Пожалуйста!

Всем большой привет и с Новым Годом!
Позволю себе высказать мысль по теме топика.
Хоть я и не технарь а только электронщик, но, тем не менее, имею некоторый опыт в конструировании оборудования. Идеи вещь замечательная и многие из идей, высказываемых участниками мне нравятся и во многом совпадают и с моими мыслями. Понятно также, что в основном это идеи общего плана, так сказать в общую копилку. И если с электронной частью позиционера все достаточно понятно, то все, что касается механической части, тут не так все просто. А причина заключается в том, что прежде чем выдавать "на гора" какие-то конструкционные идеи, обязательно необходимо определить (пусть хотя бы и приблизительно) а какую мощность устройства мы хотим в результате получить, и что за конструкция стирлинга и электрогенератора будет там стоять. От этого будет зависить размер и вес самой головки (стирлинг+генератор). А вот уже только тогда, определившись с примерными габаритами и весом конструкции головки, можно будет и разрабатывать несущую механическую конструкцию. Потому, что одно дело брать готовую тарелку с мотоподвесом, расчитанную на небольшой вес головок-конверторов и совсем другое дело выдерживать тяжелую конструкцию стирлинга и генератора (ну если мы хотим получить хоть какую-то приемлемую выходную мощность установки).

Совершенно правильный подход, Сергей! Плясать нужно от печки, а если печка получается сложная и тяжелая, то плясать нужно еще и вокруг печки.
Я против того, чтобы двигался фокус и то, что в нем установлено, да еще и висело у кого-то (а точнее у меня) над головой. Я за то, чтобы устройство, установленное в фокусе, в любой момент и со всех сторон было доступно, без вызова пожарной лестницы или люльки электриков. Такой подход позволяет мне в фокусе устанавливать все что угодно, без вмешательства в механизм слежения, который продолжает работать в своем штатном режиме, не обращая внимания на то, что я делаю в фокусе. Неподвижность фокуса обеспечивает стабильность всех параметров установленного там устройства, в частности, горизонтальность. Ну а если в фокусе будет , скажем, стоять фотовольтаический элемент весом 100 грамм, то без проблем, можно использовать и стандартную подвеску.

samorez пишет:Вот как-то так. Покритикуйте. Пожалуйста!

А что критиковать, поздравляем с Днем рождения и ждем результатов тестов!

Спасибо за поздравление! Да, взрослеем...

Сергей Д пишет:
...обязательно необходимо определить (пусть хотя бы и приблизительно) а какую мощность устройства мы хотим в результате получить, и что за конструкция стирлинга и электрогенератора будет там стоять. От этого будет зависить размер и вес самой головки...

Ну разумеица! Это я нарошна вас, уважаемые джентльмены, спровоцировал на конструктивную критику, умолчав об общих деталях. Ниже об этом по-подробнее.

Sogokon'A пишет:
...если печка получается сложная и тяжелая,..
...Я против того, чтобы двигался фокус и то, что в нем установлено,..
... в фокусе, в любой момент и со всех сторон было доступно,..
...Такой подход позволяет мне в фокусе устанавливать все что угодно,..
...Неподвижность фокуса обеспечивает стабильность всех параметров...

Я рассматриваю простые и не дорогие варианты, прикладного назначения. Иными словами, исследовательская работа как бы уже позади и в фокусе уже делать ничего не нужно. Не имею ввиду, что я уже всё отработал, но предполагаю, что всё что нужно - это только поспевать за солнцем.

Теперь о том для чего данный способ ориентации видица. Как видно из эскиза осевая нагрузка может выдерживаца довольно большая, ибо съимитированны довольно сильные подшипники. Показанная форма канавки лишь эскизная. Сделать радиусную ничуть не дороже. Кароче, сотню килограмм по оси этот узел выдержит. Крепление к цилиндрам остальных элементов ничуть не уменьшит общей прочности - стенки труб дружат с любой сваркой. Ещё как вариант промежуточных креплений штатные сантехнические фитинги, навинченные с контровкой на предварительно нарезанные на цилиндрах внешние дюймовые резьбы. С весом вроде всё.

Теперь нагрузка вращения (момент массы и флюгерный эффект). Если вес полностью разгружен на шариках, то вот усилием вращения ползун может тормозиться о стенки вертикальных пазов. Но это статика. В динамике же принимаю во внимание, что вся установка от ветра (и от момента массы) всё время находится в крутильных колебаниях как торсион. Амплитуда и частота будет определяться жёсткостью конструкции и зазорами в шариках и пазах. Так вот, трение ползуна о паз, возникшее в момент начала движения будет иметь место лишь на время доли одного периода крутильного колебания. При дальнейшем движении даже самые интенсивные крутильные колебания будут воздействовать на ползун и паз лишь короткими импульсными усилиями. Надеюсь, что их величина не приведёт к расклёпыванию ползуна и паза настолько сильно, что не хватит на год работы. Ведь там не точечный контакт.

Крутильную нагрузку можно снизить, если учесть расположение аэродинамического центра давления всего устройства. Оно не постоянно по мере поворота. К тому же меняется центр тяжести подвижной части. Последнее следует из расположения оси вращения перпендикулярно склонению солнца. В полдень массы зеркала и стирлинга воздействуют только на шарики, а в прочее время разность масс относительно оси воздействуют на ползун в пазу.
Идеальным вариантом будет совмещение обоих центров путём догрузки плеча с лёгким (у меня именно лёгкое) зеркалом размещением необходимых элементов подвижной части (аккумулятор, ветротурбинка подзарядки, автоматика) и одновременное увеличение парусности плеча с приёмником. Таким образом ползун в пазу будет разгружен статически и динамически.

Склонение солнца изменяется и потому требуется коррекция положения оси. Автоматику этого процесса считаю излишней. Вполне совмещается с периодичностью осмотра функционирования установки. Ну, а как сделать ручную видно из любых схем подвесок тарелок.

Теперь энергетика. Хочеца объять не более кв. м. солнечной энергии. Это около 1 кВт. Энергию стирлинга пущу на получение эл-ва от автомобильного генератора. Это самое ликвидное применение. Тип и конструкция стирлинга - другая тема. Здесь обсуждается слежение.

Мотор-редуктор. Двухскоростной на пониженной передаче. По роду работы играю шуруповёртами давно. С дополнительно полученной редукцией в сопряжении вала с ползуном с предложенной ему задачей справица.

Вот как-то так.

Присоединяюсь к поздравлениям Самореза с Днем Рождения!

Что касается системы слежения, то любая конструкция имеет право на существование, при условии, что она оптимально сконструирована под свое ТЗ. В случае же с вопросом - что должно вращаться, а что покоиться (по предложению Александра Борисовича), то здесь на мой взгляд нужно ориентироваться на вес конструкционных элементов - что тяжелее, то должно покоится, а что легче, то, соответственно, вращается. И тем не менее, на сайте уважаемого Игоря, в разделе "солнечный стирлинг" мы наблюдаем фотографии американских промышленных установок солнечных концентраторов+стирлинг+генератор, скажем так, "классического типа". А вот, например, испанцы запатентовали такую систему слежения, но, правда, для солнечных батарей http://domusrapide.com.ua/energiya-solntsa/povorotniy-mechanizm-avtomaticheskogo-slezheniya-za-solntsem-solnechniy-treker-dlya-solnechnich-batarey-120-m2-i-211-m2-titan-tracker-ispaniya

ПОЗДРАВЛЯЮ!!!

Сергей Д пишет: А вот, например, испанцы запатентовали такую систему слежения, но, правда, для солнечных батарей http://domusrapide.com.ua/energiya-solntsa/povorotniy-mechanizm-avtomaticheskogo-slezheniya-za-solntsem-solnechniy-treker-dlya-solnechnich-batarey-120-m2-i-211-m2-titan-tracker-ispaniya

Спасибо за ссылку. Советую всем внимательно проработать весь сайт, там масса интересной информации не только по солнцу, но и по материалам для стирлингов.

samorez пишет:

Sogokon'A пишет:...Чтобы окончательно убедиться в тупиковости этого направления.

Ясно. Направление нормальное.

Джентльмены, предлагаю эскиз разработанного мной поворотного устройства ценой менее 30 долл.

Берём два отрезка труб соседних размеров в районе 2". Во внутреннем цилиндре протачиваем продольные сквозные пазы напротив друг друга шириной 6-7мм. Во внешнем цилиндре делаем один спиральный паз вполоборота такой же длины. Соединяем цилиндры на шариках (это очень просто) на скользящей посадке.

Приводная часть состоит из мотор-редуктора шуруповёрта. К выходному валу через муфту крепим штырь с резьбой (напр. М6). По этому валу по резьбе скользит ползун, выполненный из прутка бронзы (латуни) D 10-15мм длиной с внешний диаметр внутреннего цилиндра. На ползуне кроме центрального отверстия с резьбой имеются парные проточки с краёв для сопряжения ползуна с пазами внутреннего цилиндра.

С одного торца ползуна на винте с резьбой (на рис. не показан) закреплён микроподшипник, внешним размером которого определяется ширина спирального паза внешнего цилиндра.

Сборка. В зазор между цилиндрами устанавливаем шарики штук по 5-7. Далее разделяем их сепаратором из любого листового материала, прорезанного по типу гребёнки. Можно сделать сепаратор из отрезков коктейльных соломинок. Далее устанавливаем ползун в пазы и подводим резьбовой вал к центральному отверстию этого ползуна. Накручиваем сколько-то. Через проставки из пенопласта центруем двигатель и вводим силикон. Когда застынет совмещаем спиральный паз с ползуном и привинчиваем подшипник.

Закрепляем всё за внутренний цилиндр и осторожно даём напругу. О чудо! Оно поворачиваица!!!

Чтобы в крайних положения ничего не ломалось можно сделать удаление резьбы с вала (проточку) в нужных местах. А так штатно ставятся концевики.

Вот как-то так. Покритикуйте. Пожалуйста!

Я не могу!!! Вы предлагаете закрепить движок на силиконе? И микроподшипники рисуете как опорные? Я не хочу учить Вас, но инженерная графика и теормех - это второй курс института. можете плюнуть мне в лицо!