Workshop Séchoir Solaire

Outils collaboratifs pour ce projet :

DRIVE : échange de documents texte, lieu de travail collaboratif pour rédaction à plusieurs mains

CHAT : échanges informelles pour organisation

WEKAN : organisation des taches à faire (si vous avez : 504 Gateway Time-out, merci d'être patient)

UPLOAD : pour partager les photos et vidéos

LECTURE : pour lecture du travail des communicants

Les outils du LAB

Pourquoi et comment documenter

Documentation Séchoir Solaire

1) Motivations

Projet de séchoir solaire upgradable, s’inscrivant dans une démarche environnementale pour le groupe

Le groupe de réflexion du workshop s’oriente autour de projet s’inscrivant dans une démarche environnementale, utiliser les énergies naturelles, envie d’autonomie alimentaire. et résilience

C’est pourquoi le projet de séchoir solaire a été choisi, car il permet grâce à l’énergie du soleil, de diminuer le poids et le volume de conditionnement des produits, une valorisation de la production locale voir sa propre production grâce à une conservation à long terme

Avantages d’un séchoir solaire :

Utiliser l'énergie solaire disponible et gratuite

Valoriser la production locale de fruits et légumes, avec :

- sécurité (1) : l'humidité du produit ainsi traité atteint des valeurs suffisamment basses pour inhiber le développement des microorganismes et stopper les réactions enzymatiques et donc la dégradation de l’aliment

- diminution du poids et du volume pour conditionnement, transport et stockage

- apport “naturel” de vitamine A et C

- améliore les indices de digestibilité et diversifié le choix alimentaire

- valorise les produits locaux en diversifiant les produits existants

- conservation à long terme

2) Influences

Notre séchoir est inspiré des différentes thèses, produits existants et tutoriels consultés(1, 2), nous avons fait le choix d’un modèle indirect plus adapté par rapport à un séchoir direct qui pose des problèmes d'hygiène et de perte importante de produit.

Le choix d’un modèle indirect est aussi motivé par le besoin d’un contrôle de la température et la teneur en eau de l’air asséchant au cours de séchage

“Aussi, il est nécessaire de contrôler la température et la teneur en eau de l’air asséchant au cours du séchage. Le séchage indirect permet d’assurer ce contrôle [Sharma et al., 2009, Gupta et al., 2012]. Pour ce type de séchoir, les produits à sécher ne sont pas exposés directement au flux solaire. Ils sont disposés sur des claies à l’intérieur d’une armoire de séchage. L’air est préchauffé par des insolateurs à air puis acheminé dans l’armoire de séchage par des conduits (figure I-13a). La circulation de l’air dans le séchoir qui se déroule par convection forcée contribue, par rapport au séchage direct passif, à réduire la durée de séchage et à améliorer la qualité du produit séché, aussi bien dans le mode direct que le mode 21 indirect actif. Lorsque le produit à sécher est simultanément soumis au flux solaire et à l’air préchauffé dans des insolateurs, le mode de séchage s’effectue sous mode mixte (figure I-13b) [Simate, 2003].” 1

3) Cahier des charges du groupe

→ Priorité à la récupération de matériaux et de moyens et achat du reste avec contribution des membres du groupe

→ Financement du temps machine : Pris en charge par les membres du groupe

→ Compatibilité des matériaux avec l’alimentaire

→ Reproductible dans un fablab

→ Upgradable ou downgradable

→ Open source / creative commons sauf pour usage commercial

→ Moyen humain, regroupant 11 personnes avec une forte sensibilité environnementale

Choix structurels :

La formela forme du séchoir consiste en un caisson de séchage, et de deux panneaux chauffants déportés pour permettre un autre mode d’utilisation des panneaux chauffants. Un pour apporter l’air asséchant, un autre pour l'accélération de l’extraction de l’air humide

Le choix d’une porte latérale pour faciliter l’accès et l’ouverture quand on est chargé permet une meilleure ergonomie.

Choix économique : l’objectif de la création du Séchoir Solaire est de réaliser le prototype avec le maximum de ressources recyclées et de minimiser les coûts économiques pour que les plans et la réalisation soient exportables à tout fablab ou personne désirant réaliser son séchoir solaire.

Les choix économiques s’imposent aussi dans le fait que notre prototype reste dans un intervalle d'investissement égal ou inférieur au marché “raisonnable”.

Matériaux compatibles avec l’alimentaire

Taille caisson en fonction des matériaux récupérés : grille de four

Taille capteur solaire en fonction des matériaux récupérés : vitre et plaque de fer

Durée de fabrication : 1 mois pour respecter l’agenda que s’est fixé le groupe lors de la réunion de présentation du workshop

Upgradable, orientation solaire automatique et sur roulette pour une mobilité sans précédent, avec une partie connecté, ventilateur

Facilement transportable, pour une utilisation marketing du projet

Connecté pour recevoir les infos du séchoir en direct et anticiper/constater/ajuster pour augmenter le rendement de la chaleur

Monitoré pour une documentation des perfs/rendement du séchoir

Durable ?

Low cost pour rester dans les prix constaté en vente public

Esthétique

Pliable à la base oui mais bon au final non

Modulable ?

Encastrable ?

A tout cela s’ajoute le cahier des charges de gestion du groupe :

→ Priorité à la récupération de matériaux et de moyens et achat du reste avec contribution des membres du groupe

→ Financement du temps machine : Pris en charge par les membres du groupe

→ Reproductible dans un fablab

→ Upgradable ou downgradable

→ Open source / creative commons sauf pour usage commercial

4) Matériaux

Le cahier des charges décidé collégialement par le groupe a posé quelques contraintes dans le choix des matériaux….

Recherches :

Polystyrène :

Bois

Colle

Liège

colle de farine (ref. esprit cabane.com) : la recette n’a pas fonctionné

colle de riz (ref. idem) : la recette n’a pas fonctionné

les 2 colles farine et riz mélangées : pas fonctionné non plus

Colle sikaflex : pas assez éfficace

Récupérations :

Grilles de four de 430 x 325 mm

Feutre de laine de 20mm

Plaque de verre coupées à 480x890 mm

Plaques de métal coupées à 460x790 mm

Un loquet et deux charnières de 35 x 65 mm

Moustiquaire de maillage 2 mm

Huile de lin + Térébenthine

Tenons de 8mm x20

Sikaflex

Visserie

Ventilateurs de disque dur

Achats :

peinture noire en bombe

bois :

CP peuplier int 10mm (2520*1850mm)

CP peuplier int 5mm (2520*1850mm)

Temps machine Labsud

Roulement à billes

5 ) Conception/Modélisation

Les dimensions et la nature des matériaux récupérés ont déterminé les principales côtes de la conception

Panneaux solaire : 80x486x1120 mm

caisson 513x393x590 mm

Plateau rotatif Ø530 h: 700 mm

6) Construction

Les panneaux pour la réalisation du caisson ont été découpés à la laser, puis assemblés type tenon mortaise et fixés à l’aide de vis,car la colle sikaflex n’a pas donné de résultat probant.
La partie isolation du caisson est réalisée avec de la feutre de laine de 20mm maintenue en place grâce à la colle silicone.

Caisson Les claies sont fixées par des glissières maintenues avec des tourillons collé au silicone. Le tout traité à l’huile de lin et térébenthine

La porte est tenue par des charnières métallique et fermé par un loquet

Les panneaux solaires thermiques sont au nombre de deux, réalisés à partir de découpes laser puis assemblés type tenon mortaise et fixés à l’aide de vis, un rainurage a été fait pour soutenir la vitre.

Une plaque

Du feutre de laine de 20mm est apposé au fond des panneaux et une plaque de métal peinte en noir est fixée par dessus maintenu grâce à des vis.

Une grille fabriquée grâce à un cadre en bois et du voile type moustiquaire agrafé dessus permet de garantir qu' aucun déchet ou insecte puissent rentrés dans le panneau

la fermeture de porte doit être étanche (2)‘

Panneaux

Mobilité

Outillage nécessaire

Découpe laser

Scie circulaire

Scie à ruban bois

Visseuse/perceuse

Meuleuse

Diamant de coupe verre

Pompe à silicone

Serre joint

Ordinateur avec logiciel Fusion 360 & RD Work v8

Cale de ponçage, tournevis, cutter, pinceau, clé à pipe, pince, mètre à ruban, pied à coulisse, rapporteur

Séchoir thermique

7) Test

8) Points forts et améliorations

Caisson

Mettre sur clayette le plateau recevant les galets (1er en partant du haut)

Arrondir la pente des tasseaux supportant les clayettes

Ajouter trous pour visser ronds avec aimants sur les faces extérieures (gaines)

le diamètre des trous pour les chevilles est supérieur au diamètre des chevilles (donc changer le fichier)

l’épaisseur de la laine à fait gondoler les panneaux, donc la laine à été d’espaissi

p.s: penser a envoyer les caractéristiques physique des laines vers la doc.

Attention: la fixation de la cheminé de sortie est a mon sens à l’envers la cheminé ce détache du caisson par gravité en inversant la piéce de bois du caisson elle maintiendra par gravité.

les qualités des colles, (justifions nos choix)

la peinture noire alimentaire (protocole pas adapté au projet, car cuisson), solution alternative?

le caisson a été vissé afin de solidifier sa structure

problèmes de “rusticité”: au niveau de fabrication (cf: 13, 19) certains apparaîtront à l’usage

Attention cette remarque n’est pas implanté dans le prototype: Dans la porte ajout d’entretoise en son milieu pour garantir le maintien de la forme de la porte

bois trop fin, et qualité du “bois”

ajout d’un tasseau pour les charniére de la porte

Ajouter un ventilateur auto-alimenté (ventilo1, ventilo2) à la sortie du caisson, soit en complément du panneaux soit pour le remplacer et ainsi gagner en envergure total, poids, maniabilité..

Panneaux

(de récupération de la chaleur)

Le feutre de laine ne colle pas avec le bois

Faire le perçage d’accroche avant de peindre

la plaque (de chauffe) à été boulonné au caisson du panneau, la laine d’isolation est entre les deux éléments.

R.Q: ce boulonnage est réalisé sans entretoise ce qui implique de vérifier périodiquement les serrages.

Mettre 2 vis (1 en haut et 1 en bas) pour l’ouverture du panneau pour maintenir les planches latérales droites et éviter que la vitre ne les pousse

Ajouter des éléments de “sécurité pour que la vitre ne sorte pas du caisson et que la vitre ne s'effondre pas dans le caisson.

ajout de tasseau profilé pour les grilles et par collage et sur le caisson et au niveau des chevilles

Les panneaux de grille doivent être adaptés en fonction du jeu avec la plaque de verre

9 ) Evolutions possibles

Electronique/Monitoring

Afin de surveiller la température / l’humidité au sein du séchoir solaire, nous nous sommes orientéj’ai travaillé sur un système de capteur connecté modulaire.

Ce système est pensé pour pouvoir interchanger les capteurs sans avoir à reconfigurer le microcontrôleur, afin de pouvoir être réutilisé dans d’autres projets ou comme démonstrateur.

Tracker basique à base de panneaux solaires

Source:

https://www.youtube.com/watch?v=j_yqBdbuKpg

https://www.youtube.com/watch?v=IhIIX0bZbN8&t=8s

https://www.youtube.com/watch?v=HkhVomoD47g

https://www.youtube.com/watch?v=ljTJqQYSJ8g&t=50s

Commentaires:

Very good idea but put a diode for the solar panel, the diode prevent the energy back from the battery to the solar panels

Your system is completely linear and analog - simplicity is it's selling point. As the error in angle goes to zero, so does the power to the motor. You can make it a lot more power efficient and quicker to slew by adding a window comparator + H bridge made of 2 PMOS and 2 NMOS devices. That way, the motor can get full power until the error is within a small window around zero error. All hardware - no programming needed!

When reorienting, it didn't "quite get there" because the divider board did not align with the shadow of the pole…

This is rated as a 2 RPM 5VDC motor. But it will start turning at about 2.5V. So the difference between the two sides of solar cells needs to be at least 2.5V.

there is a solar company that has been doing this for a long time using the same idea...you can scale up, by using relays....with the same amount of cells or enough power to handle the relay…

You can also use a rectifier diode to protect each solar panel from having current forced through them backwards, and then you'd have to add a few wires to complete the two circuits that only share the motor.

I tried to draw a diagram for a few minutes and I realized that it's hard without using a couple transistors. you'd have to make it so that when one solar panel has enough energy, it disconnects the other, and vice versa, and if they both have enough energy, they both get disconnected, as that situation wouldn't make sense.

Mesures opérées durant le séchage :

la température du séchoir doit rester inférieure à la température maximale admissible qui est de 65°C pour les fruits et légumes (3)

10) Sources

p. 23 - MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME D’ETUDES APPROFONDIES DE SCIENCES DE LA VIE ETUDE DES MODALITÉS DE SÉCHAGE DE FRUITS ET LÉGUMES AU MOYEN DU SÉCHOIR SOLAIRE BOARA; QUALITÉS NUTRITIONNELLES ET MICROBIOLOGIQUES DES PRODUITS OBTENUShttps://boara.files.wordpress.com/

p. 24 - MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME D’ETUDES APPROFONDIES DE SCIENCES DE LA VIE ETUDE DES MODALITÉS DE SÉCHAGE DE FRUITS ET LÉGUMES AU MOYEN DU SÉCHOIR SOLAIRE BOARA; QUALITÉS NUTRITIONNELLES ET MICROBIOLOGIQUES DES PRODUITS OBTENUS(1) https://boara.files.wordpress.com/

p. 23 - MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME D’ETUDES APPROFONDIES DE SCIENCES DE LA VIE ETUDE DES MODALITÉS DE SÉCHAGE DE FRUITS ET LÉGUMES AU MOYEN DU SÉCHOIR SOLAIRE BOARA; QUALITÉS NUTRITIONNELLES ET MICROBIOLOGIQUES DES PRODUITS OBTENUS(1) https://boara.files.wordpress.com/