Show HN: Konsentrator surya otomatis buatan sendiri

 (github.com/remipch)
2 poin oleh GN⁺ 2024-08-31 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp

Gambaran umum

  • Panel cermin yang dapat diatur arahnya (saat ini 48 cermin konsentrator, total 1m²)
  • Target tetap (saat ini oven beton sederhana dengan pelat logam hitam dan kaca tempered)
  • Perangkat pengawas: perangkat kontrol elektronik yang mengukur target dan mengirim perintah ke motor

Pada 26 Juni 2024, setelah menambahkan aluminium foil di dalam oven untuk meningkatkan isolasi termal, suhu oven naik hingga 210°C setelah 30 menit.

Video pada 8 Juli 2024:

  • Paruh pertama adalah proses perakitan (kecepatan x10)
  • Paruh kedua adalah pelacakan matahari otomatis selama sekitar 7 jam (kecepatan x600)

Peringatan

⚠️⚠️ Proyek ini dapat membahayakan orang atau hewan di sekitar ⚠️⚠️

  • Dapat menyebabkan kebutaan permanen, luka bakar pada kulit, atau benda terbakar
  • Bahkan saat daya dimatikan, sinar matahari tetap dikonsentrasikan 48 kali lipat ke area kecil
  • Titik fokus ini akan terus bergerak mengikuti jalur yang sulit diprediksi
  • Dalam kondisi saat ini, sistem harus terus dipantau, dan jika terjadi anomali, cermin harus segera ditutup

Poin utama

  • Mengonsumsi daya 3,8 watt sambil dapat menghasilkan panas hingga sekitar 1000 watt 💰
  • Hanya menggunakan komponen dan material standar yang murah serta mudah didapat 🧱 🔩
  • Tidak memerlukan konstruksi presisi tinggi, dan dapat dibuat dengan mudah menggunakan alat biasa 📏 🪚
  • Mudah dirakit dan dibongkar 🪛
  • Mudah dipahami dan dimodifikasi 🔎
  • Open source 🔓

Keterbatasan versi ini:

  • Lapisan keselamatan belum diimplementasikan (lihat peringatan di atas ⚠️)
  • Diperlukan tahap manual awal sebelum panel dapat melacak matahari secara otomatis
  • Hanya dapat mengendalikan satu panel
  • Tidak berfungsi saat hari berawan (pengguna harus menghilangkan awan dari langit 😄)
  • Berbagai mode daya rendah dapat diimplementasikan untuk sangat mengurangi konsumsi daya

Produk yang digunakan di luar tujuan aslinya untuk membangun proyek ini:

  • Kaca tempered yang digunakan pada oven diambil dari rak Ikea
  • Cerminnya adalah cermin dekoratif kamar mandi
  • Motornya adalah mesin model murah

Analisis teknis

Struktur proyek mencerminkan analisis teknis. Informasi detail dapat ditemukan di subfolder terkait:

  • Mekanik ⚙️: model 3D dari komponen yang digunakan pada panel surya
  • Elektronik 🔌: skematik dan layout papan pengawas kustom
  • Perangkat lunak 💾:
    • Simulator: mengevaluasi daya teoretis yang diterima target untuk konfigurasi perangkat keras tertentu
    • Pengendali pengawas: firmware ESP32-CAM berbasis framework ESP32 dari Espressif
    • Komponen pengawas mendefinisikan logika tingkat tinggi
    • Pelacak matahari menghitung perintah motor untuk menjaga sinar matahari tetap di tengah area target
    • Detektor target mendeteksi posisi target pada gambar
    • Antarmuka web memungkinkan pengguna berinteraksi dengan perangkat pengawas
    • Komponen motor mengendalikan motor dari aplikasi ESP32
    • Komponen gambar menyediakan fungsi pemrosesan gambar umum
    • Pengendali motor: firmware Arduino Pro Mini untuk kontrol motor

Langkah berikutnya

Langkah berikutnya adalah mengendalikan beberapa panel untuk memperoleh keluaran daya beberapa kilowatt. Ini membuka kemungkinan seperti:

  • Merebus cairan dalam jumlah besar dengan cepat
  • Desalinasi atau sterilisasi air dalam jumlah besar
  • Memasak atau mensterilkan makanan dalam jumlah besar
  • Melelehkan plastik, logam, atau kaca
  • Meningkatkan keluaran panel surya dengan tenaga surya terkonsentrasi

Lisensi

Hak cipta 2024 Rémi Peuchot

  • Folder electronics didistribusikan di bawah lisensi Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0
  • Folder mechanics didistribusikan di bawah lisensi Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0
  • Folder software didistribusikan di bawah lisensi GNU GPL 3

Ringkasan GN⁺

Artikel ini membahas konsentrator surya otomatis buatan sendiri. Proyek ini menunjukkan potensi menghasilkan energi panas berdaya tinggi dengan komponen murah. Namun, ada beberapa keterbatasan seperti masalah keamanan dan perlunya pengaturan manual awal. Proyek ini dapat berguna bagi orang yang tertarik memanfaatkan energi surya, dan layak dibandingkan dengan konsentrator surya komersial dengan fungsi serupa.

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-08-31
Komentar Hacker News

  • Seorang peneliti optika non-imaging menilai positif implementasi kontrol loop tertutup pada perangkat pemusat tenaga surya

    • Heliostat tradisional menggunakan kontrol loop terbuka sehingga memiliki tuntutan mekanis yang ketat
    • Kontrol loop tertutup meningkatkan presisi pelacakan dan memungkinkan heliostat yang lebih murah
    • Perusahaan seperti Heliogen sedang mengembangkan kontrol loop tertutup menggunakan kamera
    • Masalah cahaya yang hanya terkonsentrasi selama beberapa jam dalam sehari masih terus diteliti
    • University of Arizona dan Heliosystems sedang meneliti cara mempertahankan bentuk heliostat
    • Jika menggunakan satu heliostat, reflektor Scheffler bisa dipertimbangkan
    • Penting untuk menekankan bahaya sinar matahari yang terkonsentrasi

  • Memperkenalkan eksperimen menarik tentang pengumpulan tenaga surya

  • Menyebutkan kuatnya sinar matahari yang terkonsentrasi

    • Berbagi pengalaman membakar kertas atau kayu dengan kaca pembesar kecil
    • Menceritakan pengalaman membakar aspal dengan lensa Fresnel

  • Mengusulkan metode untuk lebih memusatkan sinar matahari dengan membuat permukaan melengkung besar dari pasir basah

  • Menyampaikan pendapat bahwa kolektor surya non-imaging bisa lebih efisien

  • Berbagi pendapat bahwa jika ada ruang, ingin membuat pemusat tenaga surya yang dapat menggerakkan mesin panas kecil

  • Bertanya apakah sudut antara setiap keping cermin dan pelat belakang bersifat tetap

  • Bertanya apakah risiko bisa dikurangi dengan menggunakan lapisan yang menyebarkan cahaya

  • Menilai masa depan teknologi ini secara negatif karena munculnya sel surya murah

    • Bahkan panel dengan sudut kemiringan tetap pun dipertanyakan dari sisi biaya
    • Pemanas air pemusat tenaga surya dulu berguna, tetapi sekarang telah tergantikan

  • Menyebutkan bahwa perbandingan energi dalam proyek ini mengesankan

    • Menekankan bahwa 1 kW energi bisa diperoleh dari 1m²
    • Bertanya apakah reaktor garam cair dapat dijalankan dengan pemusat tenaga surya berukuran kecil
    • Tautan terkait: Solar power tower, Solar-powered Stirling engine, [Dish-stirling-at-odeillo](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dish-stirling-at-odeillo.jpg)
    • Mengajukan kemungkinan ini sebagai alternatif pembangkitan energi skala kecil, tetapi menyoroti masalah biaya