Moteur Stirling solaire
 

version 3.2

 

Améliorations par rapport à la version 3.1 :

plan échelle 1

Sans toucher à la structure et en modifiant seulement quelques éléments, il est possible d’améliorer sensiblement le rendement de ce petit moteur, le seuil de fonctionnement passant alors d'un gradient de température de moins de 10°C, à un gradient inférieur à 6°C.

Cela représente une amélioration du rendement de 60% environ et ça lui permet à présent de tourner à température ambiante pendant près d’une heure, alimenté en énergie par seulement 4 cubes de glace.

liste des modifications :

1 - augmentation de la dimension des rondelles du piston moteur, dont le diamètre est porté à 22 mm. Comme c'est loin d'être standard, elles seront découpées dans une feuille d’aluminium ep 0,6 mm

2 - parallèlement, l’utilisation d’une membrane thermoformée - voir FAQ - évitera sensiblement la formation de plis, et par là même, les frottements à ce niveau. On se rapprochera alors des performances d’un piston rigide, mais sans les problèmes liés à la fabrication.

3 - l’étanchéité entre la membrane et les rondelles sera assurée par deux joints toriques concentriques de section Ø 1 mm (détails sur le plan ci-dessus)

4 - l’étanchéité générale sera particulièrement soignée, et le corps du cylindre moteur en polypropylène sera fixé à la colle cyanoacrylate "Super Plastic" (pour ses modèles, N. Vivet utilise avec succès de l'Ara métal). Il est possible qu'il soit alors nécessaire d’adjoindre un trou de décompression Ø1 mm afin de stabiliser la pression au démarrage. En fonctionnement, ce trou sera obturé par un morceau de ruban adhésif collé à plat.

5 - accessoirement, la biellette réglable du déplaceur pourra être remplacée par une biellette élastique, ce qui permettra, en théorie d’augmenter la course jusqu’au contact avec les plateaux supérieurs et inférieurs. Mais surtout, cela présente l'avantage d’absorber les petites dilatations de la structure, lors par exemple du passage d’une source chaude à une source froide, ou de l'exposition au soleil. Pour le fonctionnement avec des glaçons, il est préférable de monter un coulisseau en corde à piano inox (problèmes de corrosion due à la condensation interne).

membranes thermoformées (2)
piston moteur (1,2,4)
biellette (5)

6 - dans l'optique d’une utilisation solaire, on pourra compléter le capteur (feuille d’aluminium peinte en noire) par une plaque de plastique transparent. Les matières plastiques étant en général, et contrairement au verre, transparentes dans l’infrarouge, je ne pense pas que l’on ait un effet de serre très marqué. Cependant, en surélevant cette plaque de 3 à 4 mm par un joint d'étanchéité périphérique, on crée une couche d’air intermédiaire qui joue le rôle d’isolant .

J'ai pu constater que ce dispositif favorisait la monté en température et son maintien au passage des nuages - spécialement au début de l'été lorsque le soleil est assez haut dans le ciel (juin, juillet). Par contre dès l'automne (fin octobre, début novembre), le soleil ne s'élève plus aussi haut sur l'horizon et ses rayons nous arrivent sous un angle de plus en plus rasant. Une partie non négligeable du rayonnement est alors réfléchie par la feuille de plastique et le gain apporté par ce dispositif semble beaucoup moins intéressant...

capteur solaire (6)
120 t/min sous env. 20.000 lux / plan horizontal
(voir aussi la version 3.7)

 

 
Bonne réalisation...