Show HN: concentrador solar automatizado hecho en casa
(github.com/remipch)Descripción general
- Panel de espejos ajustable en dirección (actualmente 48 espejos concentradores, total de 1 m²)
- Objetivo fijo (actualmente un horno sencillo de concreto con una placa metálica negra y vidrio templado)
- Dispositivo supervisor: un controlador electrónico que mide el objetivo y envía órdenes a los motores
El 26 de junio de 2024, después de agregar papel aluminio dentro del horno para mejorar el aislamiento, la temperatura del horno subió a 210°C después de 30 minutos.
Video del 8 de julio de 2024:
- La primera mitad muestra el proceso de ensamblaje (velocidad x10)
- La segunda mitad muestra el seguimiento solar automático durante unas 7 horas (velocidad x600)
Precauciones
⚠️⚠️ Este proyecto puede causar daño a personas o animales cercanos ⚠️⚠️
- Puede provocar ceguera permanente, quemaduras en la piel o ignición de objetos
- Incluso con la energía apagada, el sol se concentra 48 veces sobre un área pequeña
- Ese punto focal sigue moviéndose por una trayectoria difícil de predecir
- En su estado actual, requiere monitoreo continuo y, si ocurre algo anormal, los espejos deben cubrirse rápidamente
Puntos clave
- Puede generar hasta unos 1000 watts de calor consumiendo 3.8 watts de energía 💰
- Usa únicamente piezas y materiales estándar, baratos y fáciles de conseguir 🧱 🔩
- No requiere construcción de alta precisión y puede fabricarse fácilmente con herramientas comunes 📏 🪚
- Fácil de ensamblar y desarmar 🪛
- Fácil de entender y modificar 🔎
- Código abierto 🔓
Limitaciones de esta versión:
- No se ha implementado una capa de seguridad (ver la advertencia anterior ⚠️)
- Se necesita una etapa manual inicial antes de que el panel empiece a seguir el sol automáticamente
- Solo puede controlar un panel
- No funciona en días nublados (el usuario debe quitar las nubes del cielo 😄)
- Se podrían implementar varios modos de bajo consumo para reducir significativamente el gasto energético
Productos usados fuera de su propósito original para construir este proyecto:
- El vidrio templado usado en el horno proviene de una repisa de Ikea
- Los espejos son espejos decorativos de baño
- Los motores son motores baratos para modelos
Análisis técnico
La estructura del proyecto refleja el análisis técnico. Se puede encontrar información detallada en las subcarpetas correspondientes:
- Mecánica ⚙️: modelos 3D de las piezas usadas en el panel solar
- Electrónica 🔌: esquemas y layout de la placa supervisora personalizada
- Software 💾:
- Simulador: evalúa la potencia teórica recibida por el objetivo para una configuración de hardware dada
- Controlador supervisor: firmware para ESP32-CAM basado en el framework de Espressif ESP32
- El componente supervisor define la lógica de alto nivel
- El rastreador solar calcula las órdenes a los motores para mantener la luz solar en el centro del área objetivo
- El detector de objetivo detecta la posición del objetivo en la imagen
- La interfaz web permite al usuario interactuar con el dispositivo supervisor
- El componente de motor controla los motores desde la aplicación ESP32
- El componente de imagen proporciona funciones generales de procesamiento de imágenes
- Controlador de motor: firmware para Arduino Pro Mini para el control de motores
Siguientes pasos
El siguiente paso es controlar varios paneles para obtener una salida de potencia de varios kilowatts. Esto abre posibilidades como:
- Hervir rápidamente grandes cantidades de líquido
- Desalinizar o esterilizar grandes cantidades de agua
- Cocinar o esterilizar grandes cantidades de comida
- Derretir plástico, metal o vidrio
- Aumentar la salida de paneles solares mediante energía solar concentrada
Licencia
Copyright 2024 Rémi Peuchot
- La carpeta
electronicsse distribuye bajo la licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 - La carpeta
mechanicsse distribuye bajo la licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 - La carpeta
softwarese distribuye bajo la licencia GNU GPL 3
Resumen de GN⁺
Este artículo trata sobre un concentrador solar automático hecho en casa. El proyecto muestra la posibilidad de generar energía térmica de alta eficiencia con componentes baratos. Sin embargo, tiene varias limitaciones, como problemas de seguridad y la necesidad de una configuración manual inicial. Este proyecto puede ser útil para personas interesadas en el aprovechamiento de la energía solar y vale la pena compararlo con concentradores solares comerciales con funciones similares.
1 comentarios
Comentarios en Hacker News
Un investigador en óptica no formadora de imágenes evalúa positivamente la implementación de control de lazo cerrado en un dispositivo concentrador solar
Presenta un experimento interesante sobre recolección de energía solar
Menciona la potencia de la luz solar concentrada
Sugiere un método para concentrar más la luz solar haciendo una gran superficie curva con arena mojada
Opina que un colector solar no formador de imágenes podría ser más eficiente
Comparte que, si tuviera espacio, le gustaría construir un concentrador solar capaz de accionar un pequeño motor térmico
Pregunta si el ángulo entre cada fragmento de espejo y la placa trasera es fijo
Pregunta si se podría reducir el riesgo usando una capa que disperse la luz
Evalúa negativamente el futuro de esta tecnología por la aparición de celdas solares baratas
Menciona que la comparación energética del proyecto es impresionante