Il catenario solare catarifrangente - 💡 Fix My Ideas

Il catenario solare catarifrangente

Il catenario solare catarifrangente


Autore: Ethan Holmes, 2019

Come simulare una parabola: fornello a catenaria solare SCR (Backyard Solar Reflector) costruito in 20 minuti con lamiera d'acciaio e legno.

Puoi dividere la maggior parte della ricerca sull'energia solare in due campi: aumentare l'efficienza o ridurre i costi. Qualche anno fa, quando decisi di fare qualche mia ricerca solare amatoriale, scelsi la rotta "economica".

Ho avuto l'idea di usare specchi con una curva a catenaria per concentrare la luce del sole. La catenaria, descritta da y = cosh x, è la curva che le corde o altri materiali flessibili cadono naturalmente tra due supporti. Questa curva è stata scambiata per la parabola (y = x2) fino a quando la differenza non è stata chiarita dai matematici del XVII secolo.

Le parabole sono spesso usate per i concentratori poiché mettono a fuoco i raggi paralleli in un punto. Ho pensato che se potessi trovare parametri sotto cui catenarie e parabole sono simili, potrei fare un catenaria solare (SCR) che concentrerebbe efficacemente la luce del sole.

Il vantaggio dell'SCR è che si sta auto-formando. Le forme paraboliche solide non si verificano in modo naturale e devi renderle rigide e forti per mantenere la loro forma contro vento, neve e altre forze esterne distruttive.

E l'SCR è veloce e poco costoso da costruire, non richiede strumenti o conoscenze speciali. Basta appendere un materiale flessibile e riflettente e tu ce l'hai. Gli SCR potrebbero alla fine essere più durevoli dei rigidi riflettori parabolici a causa della loro capacità di zen di deviare con il vento, invece di lottare contro di esso.

Per determinare quando una catenaria si rifletterà come una parabola, ho modellato matematicamente il problema su un computer. Come previsto, ho trovato un rapporto di aspetto in cui un riflettore catenario corrisponde quasi a uno specchio parabolico a concentrare la luce: 1 alto a 4 di larghezza, per un riflettore simmetrico.

In altre parole, lascia che il materiale penda giù ¼ della distanza tra i montanti. Seguendo questa formula, un paio di adolescenti hanno costruito un efficace fornello SCR utilizzando gli strumenti manuali in 20 minuti, sotto la mia guida.

Sorprendentemente, si scopre che un riflettore catenario asimmetrico opportunamente proporzionato (ACR), dove un supporto è più alto dell'altro, farà un buon lavoro concentrando la luce che non è esattamente perpendicolare all'asse della curva. Ciò significa che entro certi limiti, un ACR può concentrare la luce mentre il sole viaggia attraverso il cielo.

Gli ACR grandi e poco costosi promettono come un modo per ottenere di più dai pannelli fotovoltaici più piccoli e preziosi. Attualmente sto studiando questo abbinamento, e desidero esplorare se tali disegni siano migliori delle parabole nel focalizzare la luce diffusa - il tallone d'Achille dei concentratori parabolici. Per mantenere il programma nel mio budget di scienza della cucina, sto lavorando con le miniature. Nei miei primi esperimenti, ho raddoppiato l'output della mia cella fotovoltaica.

Siete invitati a unirvi a me in questa ricerca di base. Mandami una email a [email protected].



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