Show HN: Bộ tập trung năng lượng mặt trời tự động tự chế
(github.com/remipch)Tổng quan
- Tấm gương có thể điều chỉnh hướng (hiện có 48 gương hội tụ, tổng cộng 1m²)
- Mục tiêu cố định (hiện là một lò bê tông đơn giản với tấm kim loại màu đen và kính cường lực)
- Thiết bị giám sát: bộ điều khiển điện tử đo mục tiêu và gửi lệnh tới động cơ
Vào ngày 26 tháng 6 năm 2024, sau khi thêm giấy bạc nhôm vào bên trong lò để cải thiện cách nhiệt, nhiệt độ lò tăng lên 210°C sau 30 phút.
Video ngày 8 tháng 7 năm 2024:
- Nửa đầu là quá trình lắp ráp (tốc độ x10)
- Nửa sau là quá trình tự động bám mặt trời trong khoảng 7 giờ (tốc độ x600)
Cảnh báo
⚠️⚠️ Dự án này có thể gây hại cho người hoặc động vật xung quanh ⚠️⚠️
- Có thể gây mù vĩnh viễn, bỏng da hoặc làm vật thể bốc cháy
- Ngay cả khi tắt nguồn, ánh nắng mặt trời vẫn được hội tụ gấp 48 lần vào một vùng nhỏ
- Điểm hội tụ này tiếp tục di chuyển theo quỹ đạo khó dự đoán
- Ở trạng thái hiện tại, cần giám sát liên tục và phải nhanh chóng che các gương lại nếu có bất thường xảy ra
Các điểm chính
- Tiêu thụ 3,8 watt điện nhưng có thể tạo ra tối đa khoảng 1000 watt nhiệt 💰
- Chỉ sử dụng các linh kiện và vật liệu tiêu chuẩn, rẻ tiền và dễ kiếm 🧱 🔩
- Không cần chế tạo độ chính xác cao, có thể dễ dàng làm bằng dụng cụ thông thường 📏 🪚
- Dễ lắp ráp và tháo rời 🪛
- Dễ hiểu và dễ chỉnh sửa 🔎
- Mã nguồn mở 🔓
Các hạn chế của phiên bản này:
- Chưa triển khai lớp an toàn (xem cảnh báo ở trên ⚠️)
- Cần một bước thủ công ban đầu trước khi tấm gương tự động bám theo mặt trời
- Chỉ có thể điều khiển một tấm
- Không hoạt động vào ngày nhiều mây (người dùng phải tự xóa mây khỏi bầu trời 😄)
- Có thể triển khai nhiều chế độ điện năng thấp để giảm đáng kể mức tiêu thụ điện
Các sản phẩm được dùng ngoài mục đích ban đầu để xây dựng dự án này:
- Kính cường lực dùng cho lò được lấy từ một kệ Ikea
- Gương là loại gương trang trí phòng tắm
- Động cơ là động cơ mô hình giá rẻ
Phân tích kỹ thuật
Cấu trúc dự án phản ánh phân tích kỹ thuật. Có thể tìm thêm thông tin trong các thư mục con tương ứng:
- Cơ khí ⚙️: mô hình 3D của các bộ phận dùng cho tấm năng lượng mặt trời
- Điện tử 🔌: sơ đồ mạch và bố cục của bo mạch giám sát tùy chỉnh
- Phần mềm 💾:
- Trình mô phỏng: đánh giá công suất lý thuyết nhận được tại mục tiêu với cấu hình phần cứng cho trước
- Bộ điều khiển giám sát: firmware ESP32-CAM dựa trên framework Espressif ESP32
- Thành phần giám sát định nghĩa logic cấp cao
- Bộ bám mặt trời tính toán lệnh động cơ để giữ ánh nắng mặt trời ở trung tâm vùng mục tiêu
- Bộ phát hiện mục tiêu xác định vị trí mục tiêu trong ảnh
- Giao diện web cho phép người dùng tương tác với thiết bị giám sát
- Thành phần động cơ điều khiển động cơ từ ứng dụng ESP32
- Thành phần hình ảnh cung cấp các chức năng xử lý ảnh chung
- Bộ điều khiển động cơ: firmware Arduino Pro Mini để điều khiển động cơ
Các bước tiếp theo
Bước tiếp theo là điều khiển nhiều tấm để đạt công suất đầu ra vài kilowatt. Điều này mở ra các khả năng như:
- Đun sôi nhanh một lượng lớn chất lỏng
- Khử mặn hoặc khử trùng một lượng lớn nước
- Nấu chín hoặc khử trùng một lượng lớn thực phẩm
- Làm nóng chảy nhựa, kim loại hoặc thủy tinh
- Tăng đầu ra của tấm pin mặt trời bằng điện mặt trời tập trung
Giấy phép
Bản quyền 2024 thuộc về Rémi Peuchot
- Thư mục
electronicsđược phân phối theo giấy phép Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 - Thư mục
mechanicsđược phân phối theo giấy phép Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 - Thư mục
softwaređược phân phối theo giấy phép GNU GPL 3
Tóm tắt của GN⁺
Bài viết này nói về một bộ tập trung năng lượng mặt trời tự động tự chế. Dự án cho thấy khả năng tạo ra nhiệt năng hiệu suất cao bằng các linh kiện giá rẻ. Tuy nhiên, vẫn có một số hạn chế như vấn đề an toàn và nhu cầu thiết lập thủ công ban đầu. Dự án này có thể hữu ích với những người quan tâm đến việc khai thác năng lượng mặt trời, đồng thời đáng để so sánh với các bộ tập trung năng lượng mặt trời thương mại có chức năng tương tự.
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Một nhà nghiên cứu quang học phi tạo ảnh đánh giá tích cực việc triển khai điều khiển vòng kín trong thiết bị tập trung năng lượng mặt trời
Giới thiệu một thử nghiệm thú vị về thu năng lượng mặt trời
Nhắc đến sức mạnh của ánh sáng mặt trời bị tập trung
Đề xuất cách tạo một bề mặt cong lớn bằng cát ướt để tập trung ánh sáng mặt trời tốt hơn
Đưa ra ý kiến rằng bộ thu năng lượng mặt trời phi tạo ảnh có thể hiệu quả hơn
Chia sẻ rằng nếu có không gian, họ muốn làm một bộ tập trung năng lượng mặt trời có thể chạy một động cơ nhiệt nhỏ
Hỏi liệu góc giữa mỗi mảnh gương và tấm nền phía sau có được cố định hay không
Hỏi liệu có thể giảm nguy hiểm bằng cách dùng một lớp làm tán xạ ánh sáng hay không
Đánh giá bi quan về tương lai của công nghệ này do sự xuất hiện của pin mặt trời giá rẻ
Nhận xét rằng phần so sánh năng lượng của dự án rất ấn tượng