Piège Hyperthermique du Rayonnement Solaire Direct (PHRSD)

[axurit]

Je persiste et je signe.
Pour résumer:

-Le facteur de concentration d'une parabole est mathématiquement relié au rapport f/D donc en diminuant l'angle du cône de concentration, vous diminuerez automatiquement le facteur de concentration

-Le seul effet de la cavité, c'est de diluer très fortement la densité de puissance (W/m²). Or l'obtention de hautes températures est avant tout conditionné par la densité de puissance perçue par le récepteur (si vous mettez un radiateur de 1000W dans une pièce de 10 m3 ou de 1000 m3, la température moyenne dans la pièce ne sera, évidemment, pas la même: c'est exactement la même chose avec votre enceinte).

-Vous oubliez qu'en un point de la tâche focale de la parabole, arrivent des rayons avec des angles très différents (en provenance de toute la parabole). En conséquence, il est impossible de déterminer une géométrie de miroir qui permettent de renvoyer dans la même direction un rayon incident qui forme un angle de 10° par rapport à la normale et qui arrive de la gauche, et un rayon qui forme un angle de 50° et qui arrive de la droite.

-Quand au clapet anti-retour...supposons que votre clapet se ferme 1/1000 sec après l'apparition d'un nuage. En supposant que la dimension caractéristique de votre enceinte soit de 1m, et sachant que la vitesse de la lumière est de 300 000 km/sec, la lumière aura eu le temps de subir 300 000 réflexions dans l'enceinte, autrement dit, le signal sera très légèrement atténué, et l'éventuel rayon qui n'aura pas encore été totalement absorbé (impossible) sera sorti depuis bien longtemps de l'enceinte.
Voila, je m'excuse si mon précédent message vous a heurté, mais je persiste a penser que ce système ne peut pas fonctionner.

[Remundo]

Bonjour Axurit,

Pour finir d'éclaircir les dernières zones d'ombres...

-Le facteur de concentration d'une parabole est mathématiquement relié au rapport f/D donc en diminuant l'angle du cône de concentration, vous diminuerez automatiquement le facteur de concentration

Le PHRSD ne cherche pas à avoir un facteur de concentration géométrique maximum, mais un piégeage thermique maximum du rayonnement. La nuance est peut-être subtile, mais l'essentiel se trouve là.

L'unique recherche d'un facteur géométrique maximum ne nécessite pas d'enceinte de confinement de l'énergie.

Beaucoup de personnes, et même des ingénieurs, pensent comme vous que la meilleure façon d'utiliser le soleil serait d'avoir une superconcentration géométrique du rayonnement direct et d'y placer une "plaque chauffante". Or cela est une approche primaire:
- d'une part, 10 à 20% incidents au foyer sont directement réfléchis et diffusés par cette méthode : au contraire, en faisant plonger le rayonnement dans un trou, le PHRSD évite totalement cette perte (déjà assez importante)
- d'autre part, "les surfaces chauffantes sont généralement grandes devant la tâche solaire: elles se mettent à chauffer et rayonnent dans l'infrarouge. Lorsqu'elles atteignent leur température d'équilibre, elles rayonnent autant qu'elles absorbent et le rendement de piégeage thermique vaut alors ZERO %

Car le rayonnement thermique vaut approximativement (selon matériau et état de surface):
sigma * T^4 * surface où sigma = 5.67.10^(- 8 ) Watt/m²/Kelvin^4

Pour vous faire comprendre à quel point cela est préjudiciable, une surface de 0.25 m² à 1000°C rayonne environ 37225 W, c'est colossal ! Ceci veut dire en termes plus clairs que si vous voulez une telle source à 1000°C, les premiers 37 m² de parabole collectrice ne servent à rien (en gros, 1m² de collecteur donne 1000W incidents au foyer).

C'est pourquoi les systèmes actuels ne sont pas hyperthermiques; ils évoluent au mieux à 600°C, et encore dans ce cas, plus de 8000 W partent en infrarouge avec un capteur de 50x50cm placé au foyer.

Sur cette vidéo, vous verrez à quel point le capteur est lumineux: ce que vous voyez briller et bel et bien perdu, et ce n'est que la partie émergé de l'iceberg car des bouffées intenses d'infrarouges sont aussi émises.

Pour autant, c'est le meilleur de la technologie actuelle, les ingénieurs de Stirling Energy Systems (USA) ont atteint 29,4% de rendement en février 2008 et leur construction de miroir est l'une des meilleures au monde.

Au contraire, que fait le PHRSD ? Il encapsule le capteur derrière un trou assez petit pour minorer fortement la surface rayonnante, tout en autoconfinant le rayonnement.

-Le seul effet de la cavité, c'est de diluer très fortement la densité de puissance (W/m²). Or l'obtention de hautes températures est avant tout conditionné par la densité de puissance perçue par le récepteur (si vous mettez un radiateur de 1000W dans une pièce de 10 m3 ou de 1000 m3, la température moyenne dans la pièce ne sera, évidemment, pas la même: c'est exactement la même chose avec votre enceinte).

Je tiens là la preuve que vous pensez que température maximum = concentration géométrique maximum. Cela est FAUX. C'est l'absorption et la rétention de l'énergie lumineuse qui sont les facteurs-clé

Pour votre petit exemple, vous négligez l'isolation de la pièce : la température finale d'une pièce ne dépend pas de sa taille, mais de 2 autres facteurs : d'une part la puissance de chauffe, d'autre part son isolation thermique.
A l'équilibre, vous aurez Pfuite = Pchauffe

C'est ainsi qu'une pièce de 1000 m3 parfaitement isolée et chauffée par un petit radiateur aura une température finale plus grande que celle d'une petite pièce à forte fuites thermiques, même avec un radiateur très puissant.

Par métaphore, le PHRSD est une pièce très bien isolée avec un super-radiateur (le rayonnement injecté puis converti dedans) : les murs ne laissent pas passer la chaleur et réfléchissent le rayonnement du coeur de l'enceinte, il n'y a qu'une toute petite fenêtre qu'on ferme dès que le soleil est caché.

-Vous oubliez qu'en un point de la tâche focale de la parabole, arrivent des rayons avec des angles très différents (en provenance de toute la parabole). En conséquence, il est impossible de déterminer une géométrie de miroir qui permettent de renvoyer dans la même direction un rayon incident qui forme un angle de 10° par rapport à la normale et qui arrive de la gauche, et un rayon qui forme un angle de 50° et qui arrive de la droite.

Vous avez tout à fait raison sur ce point, c'est pourquoi il faut absolument utiliser la cavité afocale ET le couloir divergent (anti-retour). C'est ce DUO qui rend le confinement possible pour une large famille d'angles d'incidence. Je l'ai toujours dit. Même dans la version ou l'on garde les rayons parallèles, il y a un couloir divergent (vertical, voir les images)

Vous n'avez qu'à regarder les simulations faites sur OptoGéo pour vous en convaincre. Voyez vous un rayon qui ressort ?

-Quand au clapet anti-retour...supposons que votre clapet se ferme 1/1000 sec après l'apparition d'un nuage. En supposant que la dimension caractéristique de votre enceinte soit de 1m, et sachant que la vitesse de la lumière est de 300 000 km/sec, la lumière aura eu le temps de subir 300 000 réflexions dans l'enceinte, autrement dit, le signal sera très légèrement atténué, et l'éventuel rayon qui n'aura pas encore été totalement absorbé (impossible) sera sorti depuis bien longtemps de l'enceinte.
Voila, je m'excuse si mon précédent message vous a heurté, mais je persiste a penser que ce système ne peut pas fonctionner.

Lorsque le soleil se cache, ce n'est pas "la dernière lumière visible" qu'il s'agit de confiner, mais l'intense rayonnement infrarouge de la cavité qui s'y trouve, et dont une petite fraction (moins de 1%) sort par l'entrée. En fonctionnement, il faut s'accomoder de cette petite perte (à 1000°C pour 4cm² : 14W avec miroir collectant 4000W), mais lorsque le soleil est caché, il n'y a aucune raison de laisser "la porte ouverte".

Je ne pourrai vous expliquer plus les choses et j'admets qu'elles sont subtiles. Mais la physique est ainsi faite...

Prenez le temps d'une réflexion sereine et instruisez-vous: pour ma part, à la suite d'une Agrégation de Sciences Physiques doublée d'un diplôme d'ingénieur en mécanique, j'ai travaillé là dessus pendant presque 3 ans, avec de temps à autres, l'aide de mon Père, et je n'ai pas "pondu" tout ça sans m'assurer de la solidité scientifique du concept.

Sincères salutations.

[joyjoy]

voici un lien sur un autre forum ou j'ai réalisé exactement ce dont vous délirez, merci de m'aider à comprendre les pertes réalisées, mais néanmoins comme ces moteurs stirlings d'autres systèmes dont la turbine de tesla risque de se faire entendre...
http://www.conspirovniscience.com/forum ... =279&st=80
nikola tesla ou l'énergie ionoshérique... même pseudo qu'ici mais moins nouveau.
merci à axurit de définir clairement les lois, et de pouvoir en débattre..;)
joyjoy

[Remundo]

Salut Joyjoy,

Les pertes:

1. au premier impact sur le miroir:

1.1. absorption
1.2. diffusion : 10% environ et encore avec un beau miroir (qualité argent sous verre)

2. A l'impact du corps de chauffe dans la zone focale:
2.1. perte par "rebond" direct des rayons (supprimée par le PHRSD)

2.1.1. par réflexion > 5%
2.1.2. par diffusion > 5%

2.2. pertes thermiques (quasi supprimées par le PHRSD)
2.2.1 perte par conduction thermique: proportionnelle à surface chauffée x (T-Text)
2.2.2. perte par rayonnement thermique : proportionnelle à surface x T^4 (et je vous dit que T^4, ça dépote après 800 Kelvin, sans une petite surface, le rendement est quasi nul...)

Ton système de pointage a l'air très bien, c'est ce genre de truc que je veux faire, mais j'ai pas le temps pour l'instant

Sur la turbine de Tesla, je suis sceptique...

Merci de ton message !

[toto65]

Sur les schémas, on peut voir les différents rayons de lumières entrer dans le piège sur un plan en 2D.

L'étude tridimensionnelle a été mené (développement personnel de l'algorithme de réflexion des rayons) et les principaux résultats sont exposés ici.

je pensais à quelques chose comme ça:

avec une entrée air froid pour refroidir le point de rencontre des premiers rayons. La sortie air chaud au sommet. avec une séparation pour guider l'air vers le bas.


Les premiers essais sont ils en cours? le projet avance t il?
A bientôt

[Remundo]

Salut Toto,

Merci pour ces nouvelles représentations du four solaire afocal.

Depuis la reprise du boulot et l'automne, le projet n'avance pas vraiment, et puis en plus il n'y a pas que celui-là.

Mes petits élèves-ingénieurs ont bien besoin de moi

Sinon, on a fait des essais encourageants avec une grosse boîte de conserve percée pendant l'été.

Mais tout cela ne vaut pas un vrai proto avec les formes adaptées, une bonne isolation et un système de pointé solaire automatique.

Patience donc...

[Remundo]

Für Deutsche Besucher

Die Teile über SPRATL, PHRSD, Thermoelektrische Sonnenergie unserer Webstelle werden jetzt völlig auf Deutsch übersetzt.

[Remundo]

Hello everybody ! Look at this

Augustin MOUCHOT (1823-1912), Professeur et Inventeur Français

déclare en 1869

« Si dans nos climats l’industrie peut se passer de l’emploi direct de la chaleur solaire, il arrivera nécessairement un jour où, faute de combustible, elle sera bien forcée de revenir au travail des agents naturels. Que les dépôts de houille et de pétrole lui fournissent longtemps encore leur énorme puissance calorifique, nous n’en doutons pas. Mais ces dépôts s’épuiseront sans aucun doute : le bois qui, lui, cependant, se renouvelle n’est-il pas devenu plus rare qu’autrefois ? Pourquoi n’en serait-il pas de même un jour d’une provision de combustible où l’on puise si largement sans jamais combler les vides qui s’y forment ?[…] On ne peut s’empêcher de conclure qu’il est prudent et sage de ne pas s’endormir à cet égard sur une sécurité trompeuse ».

Machine solaire à l'Exposition Universelle de Paris, 1878
En 1860, le professeur de mathématiques du Lycée de Tours, Augustin Mouchot a écrit "Eventuellement on ne trouvera plus de charbon en Europe...que fera l'industrie ?" Sa réponse était la maîtrise de l'énergie solaire. Après 20 ans de recherche, il a inventé la principe de la poursuit du soleil avec un capteur à concentration. La machine exposée à Paris avait un réflecteur en cuivre argenté et un circuit hydraulique dans un cylindre peint en noir, elle produisait assez de vapeur pour faire marcher un moteur avec la puissance d'un demi cheval.

Concepteur et constructeur d'une parabole solaire de 20 m² en 1860


Augustin MOUCHOT (1823-1912), French Professor and Inventor

declares in 1869

« if in our climates, the industry can avoid to directly use the solar heat, it will necessarily happen a day where it will be forced well to come back to the work of the natural agents, because of the lack of combustible. That the reserves of coal and oil provide it a long time again their enormous calorific power, no doubt about that. But these reserves will exhaust themselves undoubtedly: hasn't wood become rarer than once, altough it's renewable ? Why wouldn't it be the same way one day with a provision of fuel where one draws so extensively without filling the emptiness ever which appears in it ?[...] One must conclude that it is prudent and wise not to fall asleep in this regard on a misleading security ".

Augustin MOUCHOT, écolonologue bien avant nous et contre tous. Paix à son âme

[chrisleblay]

Intéressant tout ca, encore un exemple que tout ce que l'on voit et on nous apprend n'est qu'illusion ou orienté.
Pour en revenir au sujet les concentrateurs avait déja été découvert également longtemps avant JC.
Comme ici:
http://www.trec-france.org/pages/Histoi ... 28922.html


A+,
chris

[Remundo]

Salut Chris,

Merci pour ces jolis liens historiques.

Effectivement, la concentration du rayonnement est connu depuis que les grecs ont étudié les coniques, dont fait partie la parabole.

Personnellement, j'ai été touché de voir que 150 ans avant moi, un professeur français à la fibre ingénieur (me rappelant quelqu'un d'autre...) expliquait la même chose que moi et fabriquait des concentrateurs de plus de 20 m².

En revanche, en dehors du PHRSD et à ma connaissance, rien n'a jamais été pensé pour piéger le rayonnement, ni pour modéliser le comportement thermique d'un tel piège. C'est là que réside la valeur du PHRSD.

Actuellement, on se contente de faire impacter le rayonnement sur un corps de chauffe avec les grandes pertes que j'ai déjà évoquées dès qu'on veut monter en température dans l'objectif d'avoir un haut rendement thermomécanique.

Je suis persuadé que la combinaison d'une concentration parabolique avec un piège à rayonnement est la solution gagnante.

D'autre part, l'industrie est prête pour l'exportation à grande distance de courant électrique. La prise de conscience scientifique remonte peu à peu aux politiques. Les Allemands sont en première ligne, comme d'habitude (Siemens (élec),Schlaich & Bergmann (construction), Deustsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (étude scientifique), mais aussi son altesse Hassan Bin Talal de Jordanie qui ne tombe pas dans la facilité du pétrole (promoteur d'honneur du projet DESERTEC). Voir ma dernière mise à jour de la foire aux question PHRSD

@+