Manuel de Construction du Solar-OSE

Outils : Découpeuse/Scie à métaux, Lime/Meuleuse

Comment : Utiliser la meuleuse pour découper les 2 tubes carrés principaux sur 2130 mm et les 2 tubes carrés support sur 1430 mm.

Material : 2 tubes carrés support de 30×40 mm sur 1430 mm

Outils : Perceuse papier bristol imprimante / découpeuse laser ruban adhésif

Objectif: Les deux tubes carrés de support des facettes de miroirs doivent être percées précisément de deux trous tous les 143 mm. La position de ces trous garantit le parallélisme des facettes entre elles. C’est important de travailler au millimètre pour que toutes les facettes réfléchissent la lumière sur une même ligne.

Comment: Imprimer le gabarit de poinçonnage sur du papier bristol en utilisant par exemple une découpeuse laser en mode découpeuse et traceur. Utiliser le plan disponible sur le fichier . Le gabarit est proposé en 2 parties, qu’il suffit d’assembler en joignant précisément les deux morceaux par simple contact. Positionner le gabarit sur le tube carré en veillant bien à ce que le papier soit d’aplomb sur les bords du tube et aux extrémités. Fixer le gabarit avec du ruban adhésif. Attention : si le tube carré est soudé par l’intérieur sur une face, il faut percer sur cette face. En effet, en perçant depuis la face opposée, le foret serait dévié à l’approche de la soudure. Poinçonner précisément l’emplacement des trous marqués sur le gabarit avec un pointeau et un marteau. Percer au foret de 6 mm, avec une perceuse à colonne. Utiliser un foret suffisamment long pour percer le tube carré de part en part. Attention, si le tube a une soudure sur une face intérieure, veiller à ne pas tomber sur la soudure à l’entame du deuxième trou.

Découper les pièces support des moteurs et des axes des facettes, en utilisant le fichier , à la découpeuse laser. Il faut 20 pièces supports de moteurs et 40 pièces support d’axe des facettes (un support à chaque extrémité de facette).

Tube carré/rectangulaire d'aluminium Tige en Acier inox Planche de bois Miroir

Découper 4 tubes carrés 30×30 sur 2300 mm ( ?) de longueur : une coupe droite + une coupe à 45°.

Percer selon le plan les trous pour l’assemblage des pieds du “tipi” (1 trou/tube carré), la fixation du récepteur (1 trou par tube carré), la fixation des tubes carrés inférieurs dans la longueur (2 trous par tube carré), la fixation du tube carré transversal (1 trou par tube carré). Vérifier la longueur totale du tube carré : la longueur qui importe pour le positionnement des trous est celle mesurée depuis la base du pied.

Découper 4 plats de 30mm de large et 5mm d’épaisseur et 40mm (check) de long. Percer et tarauder les plats à 1 cm du bord pour fixer un pied réglable à vis de 8mm de diamètre. Souder les plats aux extrémités coupées à 45°. On obtient ainsi un pied horizontal réglable.

Découper les tubes carrés inférieurs : 4 tubes carrés 20×20 sur 2200 mm (check) de longueur (Amélioration : ou un tube rectangulaire de 20×30 ou 20×40 ?). Souder 2 tubes carrés côte à côte pour former un tube rectangulaire. Les percer aux extrémités selon le plan. Découper les tubes carrés de renfort : 2 tubes carrés 20×20 sur 1000 mm de longueur avec un angle de 45° aux deux extrémités. Découper 2 plats de 20×3 sur 100 mm de longueur et 2 cornières 30×50 (profilé en L) sur 100 mm de longueur. Percer les 2 plats et les 2 cornières selon le plan. Souder les cornières et les plats selon le plan aux extrémités du tube carré de 100 mm. Les tubes carrés de renfort sont prêtes. Bien veiller à obtenir un angle de 45° entre la surface extérieure du plat et le tube carré, ainsi qu’entre la surface extérieure de la cornière et le tube carré. Cela garanti l’angle droit entre le tube carré du “tipi” et le tube carré inférieure. Découper le tube carré transversal : un plat de 30×5 sur 2150 mm de longueur. Les percer aux extrémités selon le plan : les trous sont distants de 2120 mm (à 1500mm du trou d’assemblage du “tipi”). Découper le câble de 2mm de diamètre sur une longueur de 2000 mm environ. Ajuster sa longueur de manière à obtenir une longueur totale de 2120 mm entre les trous de fixation sur les tubes carrés du “tipi” : former une boucle à une extrémité et pincer à l’étau l’anneau de serrage sur le câble ; mesurer l’élément d’ajustage de la longueur en position ouverte (Lmax) et couper le câble à une longueur de (2120 - Lmax + 40 mm) de manière à former la boucle pour une longueur de câble finale (2120 - Lmax).

Assembler à l’horizontale, les tubes carrés 2 à 2 pour former les deux supports en “tipi”, à l’aide d’une vis de diamètre 10 mm. Visser les pieds réglables sur leur support, au bas des tubes carrés des “tipis”. Fixer les tubes carrés inférieurs au pied des tubes carrés du tipi : cela fixe la distance entre les “tipis”. Positionner les tubes carrés de renfort de 100 mm avec des serre-joints ou des pinces étaux selon le schéma. Vérifier que : (1) le tube carré du “tipi” et le tube carré inférieur forment un angle de 90°, (2) le plat et la cornière sont bien parallèles, respectivement au tube carré inférieur et au tube carré du “tipi”. Percer le tube carré du tipi et le tube carré inférieur dans le prolongement du trou de l’élément de renfort (plat et cornière). Si le foret n’est pas assez long, percer d’abord le trou côté élément de renfort. Puis, marquer le point opposé au premier trou et percer le deuxième trou depuis l’autre côté du tube carré. A 2 personnes, lever la structure pour former les tipis. Une troisième personne positionne le tube carré transversale au nord, côté où il y a les renforts, en la fixant avec 2 vis. Ensuite, elle fixe le câble côté sud et ajuste sa longueur à 2120. La structure doit alors tenir en équilibre, mais c’est mieux si une personne continue de maintenir le “tipi” côté sud. Pendant ce temps, les deux autres personnes peuvent apporter le récepteur et le positionner sur le tipi. Il reste à passer les vis pour fixer le tube du récepteur (poutre centrale) aux tubes carrés du “tipi”. Cette opération termine de rigidifier la structure.

Mettre en forme le réflecteur secondaire Concentrateur Parabolique Composé (CPC)

Matériaux et Outillage

• Le squelette du CPC
• Tôle alu finition miroir de 0.5mm
• Cutter
• réglet de 1m et équerre métallique3 grands serre-joints
• Perceuse et foret de 4mm
• 30 vis M4 et rondelles

Nous proposons ici une méthode simple en termes d’outillage. Une plieuse peut faire l’affaire si elle plie nettement le miroir. A la main, il est plus facile de travailler à deux personnes pour bien plier le miroir. On commence par un pli sur une ligne centrale. Choisir une table rigide, qui ne fléchit pas, avec un bord à angle droit net. Placer la tôle miroir face réfléchissante en bas, de manière à visualiser facilement les traits de pliage gravés sur la tôle. Plier selon le premier pli apparent (le deuxième pli central est caché sous la planche de maintien). Protéger le miroir avec une épaisseur de feuille de papier. Maintenir fermement la tôle miroir avec une planche fixée de chaque côté par un serre-joint. Choisir une planche bien rigide, avec un bord à angle droit net, de longueur supérieure à la tôle. Avec une autre planche au bord à angle droit net, de la longueur de la tôle, appuyer par-dessous pour imposer un pli de 20 à 30° à la tôle (environ la moitié de 45°). Bien s’assurer que la planche est contre le bord de la table. Couvrir la planche de papier, pour protéger la face réfléchissante du miroir. Bien appuyer de manière homogène sur toute la longueur de la tôle, pour avoir un pli régulier. Poursuivre avec la même méthode pour le deuxième pli central : il suffit de relâcher le maintien de la tôle et de la sortir de quelques millimètres pour faire apparaître la marque du deuxième pli. Refixer. Appuyer près du pli est d’autant plus important à cette étape. Le premier pli peut se renforcer, mais il faut imposer un angle au deuxième pli de 20 à 30°. L’angle total est alors de 45° environ. Appliquer deux fois la même méthode pour chacun des plis latéraux (un de part et d’autre): fixer la tôle fermement par la bande latérale de 20 mm. Cela permet d’avoir une meilleure prise sur la tôle à plier. Imposer un angle à 90° net. Bien appuyer contre la ligne de pliage.

Répéter l’opération sur l’autre volute.

Une deuxième courbure autour d’un tube de 4 cm est ensuite imposée à la partie centrale. Placer le tube de 4 cm de dans la même position que le tube de 10 cm. Attention à positionner le tube le plus proche possible du bord de la planche. La déformation du miroir sera ainsi donnée le plus proche possible du centre. Pour améliorer la courbure proche du centre, il est aussi possible de positionner le miroir dans l’autre sens. Le pincer en laissant environ 7 cm de miroir dépasser en mesurant depuis la pliure centrale. Ainsi, en relevant le miroir, on plaque la tôle sur le tube jusqu’au centre. En pratique, le résultat est un peu difficile à obtenir car on n’a pas de bras de lebier. En effet, il faut faire attention à ne pas déformer la pliure, ce qui risquerait de la casser.

Répéter l’opération sur l’autre volute.

Félicitations : le réflecteur secondaire CPC est prêt à être monté.

Une fois le tube soudé, il faut noircir sa surface extérieure, pour le rendre le plus absorbant possible. C'est très important pour que le plus d'énergie solaire soit absorbée sur le tube et chauffe l'eau à l'intérieur. Appliquer une solution oxydante adaptée au laiton (on en trouve facilement dans le commerce). Laisser sécher la solution oxydante quelques jours si possible. Enlever les traces de solution oxydante avec un papier humide. Ou bien, suivre les instructions d'utilisation de votre solution oxydante.

Couper les tuyaux de cuivre : + 3 m de longueur pour l’alimentation en eau liquide. + 10 cm pour la connexion sud (eau liquide) + 10 cm pour la connexion nord (vapeur) Braser les connexions aux extrémités des tubes : voir schéma du circuit hydraulique. Les éléments complémentaires de plomberie dépendent de l’usage.

Couper le tube carré à 2.2m de longueur. Placer les 10 cintres sur le tube carré, avec un espacement approximatif de 22 cm de distance.

Découper une tôle miroir comme sur le schéma (230mm x 125mm, moins des angles de 40mm de côté). Percer de 4 trous de 4mm de diamètre : en bas à 18mm du bord inférieur et 8 mm du bord latéral et en haut à 40mm du centre et 10mm du bord supérieur. Percer un trou de 20mm centré et à la hauteur de la sortie du tube chaudière : la hauteur de l’embout est différente à chaque extrémité (entre eau liquide et sortie vapeur). Nous suggérons de mesurer la position exacte en fonction de la position réelle de votre tube chaudière. Les vis inférieures s’insèrent en haut du trou pré-percé dans le cintre, où s’insère également la vis de soutien du réflecteur secondaire. Pour les vis supérieures, percer un trou à la perceuse, en face des trous de la tôle miroir. On peut étanchéifier la jonction du réflecteur secondaire avec le capot final avec du mastic résistant à la température (au moins 300°C). Amélioration : couper la tôle à 140mm au lieu de 125 et la plier à 90° vers l’extérieur, afin de mieux gérer la jonction à l’extrémité du champ de miroir. En ce sens, on pourrait d’ailleurs prévoir une vitre de 3cm plus longue afin de mieux fermer la cavité aux extrémités.