Four Solaire

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    07-Aug-2015

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CENTRE NEUCHATELOIS DE CUISINE SOLAIRE ALTERNATIVE SOLAIRE

CUISEUR SOLAIRE ULTRA LIGHT

CUISEUR SOLAIRE ULTRA-LGERProjet financ par l'office fdrale de l'nergie (Suisse) sous le contrat: N d'UP: RE 12 N du compte: 55300030 N du projet: 100866 N de contrat: 151010 Dure: 1.6.2004 31.7.2005

Neuchtel, le 15 septembre 2005 Dr. Michael Gtz

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Ce rapport contient les documents suivants:

1. Titre, contenu, abstracts Partie thorique: 2. Etude de faisabilit 3. Analyse du besoin 4. Historique des cuiseurs lgrs au CNCS 5. Analyse fonctionnelle 6. Recherche de la concurrence 7. Analyse de la concurrence 8. Etude de la forme du rflecteur 9. Choix pour les P1 Partie pratique: 10. Les prototypes P1 11. Les prototypes P2 (y.c. les tests de puissance, de cuisson et de voyage) 12. Conclusions Annexe: A1. 'The ultralight solar cooker for travellers : 2kg including the cooking pot', Granada 2005 A2. Exemples de mesure

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Rsum Le but de ce projet tait le dveloppement d'un cuiseur solaire de voyage qui ne pse que deux kilogrammes y.c. la casserole et qui soit facile manier. Il doit cuisiner pour deux personnes en une heure. La premire phase du projet tait une recherche thorique intense. Nous avons tudi le march, les brevets, les concurrents, les gomtries de miroirs, etc. Le rsultat taient deux ides novatrices: une gomtrie 'fresnel linaire' et une 'section de parabole', deux gomtries permettant de garder la casserole proche du sol. Dans la deuxime phase, des prototypes ont t construites et testes. Une premire srie nous a permis de choisir une des gomtries et nous a donn des ides pour les modles amliors de la deuxime srie. Ces modles du type 'fresnel linaire' - sont pliables par une structure 'sciseau', ils sont dformables selon la hauteur du soleil et la casserole est protge par un paravent. Nous avons russi dvelopper un cuiseur innovateur qui atteint le but au niveau du poids, qui prend un temps raisonnable pour le montage et le dmontage, qui est bien transportable et qui est assez stable au vent. La puissance est un peu plus faible que prvue, mais du riz, des lgumes et mme un petit pain ont t cuits avec succes !

Zusammenfassung Es war das Ziel dieses Projekts, einen Solarkocher speziell fr Reisende zu entwickeln. Der Kocher soll, inkl. Kochtopf, nur 2 Kilogramm wiegen, einfach zu handhaben sein und innerhalb einer Stunde fr zwei Personen kochen. In der ersten Projektphase wurde eine intensive theoretische Studie durchgefhrt. Wir haben den Markt, die Patente, die Konkurrenz und die mglichen Spiegelgeometrien studiert. Das Resultat waren zwei innovative Ideen: eine 'lineare Fresnelgeometrie' und ein 'Ausschnitt einer Parabel'. Beide Geometrien erlauben eine Position des Kochtopfs nahe am Boden. In der zweiten Phase wurden Prototypen gebaut und getestet. Eine erste Serie erlaubte uns, eine der beiden Geometrien zu bevorzugen und gab uns die Ideen fr die verbesserten Modelle der zweiten Serie. Diese Modelle (des Typs 'lineare Fresnelgeometrie') sind mit einer Scherenstruktur faltbar, sie sind je nach Sonnenhhe verformbar und der Kochtopf ist durch einen Windschutz geschtzt. Wir haben das Ziel erreicht, einen innovativen Solarkocher des gewnschten Gewichts zu entwickeln. Der Zeitaufwand fr den Auf- und Abbau ist vernnftig, der Kocher ist gut transportierbar und ist gengend windstabil. Die Kochleistung ist etwas tiefer als geplant, aber es wurden erfolgreich Reis und Gemse gekocht und sogar ein kleines Brot damit gebacken!

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Abstract The aim of this project was the development of a solar cooker for travellers. The cooker shouldn't weight more than 2 kg including the cooking pot, it should be easy to handle and it should cook for two within an hour. The first project phase was a intense theoretical study of the market, patents, competitors and mirror geometries. The result were two innovating ideas: A 'linear Fresnel geometry' and a 'section of a parabola'. Both geometries allow the cooking pot to be near the ground. In the second phase, prototypes were built and tested. A first series allowed to choose which technology to follow and gave us ideas for the advanced models of the second series. These models (of the 'linear Fresnel' type) are foldable due to a scissor structure, they can slightly change their shape according to the sun's height and the cooking pot has its windshield. We reached the goal of an innovative solar cooker weighting less than our limit. It takes a reasonable time to set up, it is well transportable and its stability to wind is sufficient. The cooking power is a bit lower than planned, but rice, vegetables and even a small bread have been successfully cooked !

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2. ETUDE DE FAISABILITE

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DIAGRAMME DES INTERACTEURS :UtilisateurFP2

Rcipient

FC1

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FP1 SOLEIL

FC2STABILITE

FC4

FC3 FC5 VISION

FABRICATION

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FORMULAIRE DES FONCTIONS :FONCTIONS PRINCIPALES :FP1 : Capter les rayons du soleil avec un cuiseur solaire pour chauffer un rcipient. FP2 : Manipuler un rcipient sur un cuiseur solaire pour cuire des aliments.

FONCTIONS COMPLEMENTAIRES :FC1 : Montage / dmontage ais du cuiseur FC2 : Stabilit sur sol et au vent FC3 : Design esthtique et fonctionnel. FC4 : Orientation suivant la course du soleil. FC5 : Cot faible et mise en uvre simple

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CRITERES DAPPRECIATION :FONCTION FP1 FP2 CRITERE Puissance solaire Simple manipuler Rcipient Info cuisson Poid Simple monter / dmonter Encombrement pli faible Robustesse Stabilit tous sol Rsistance au vent Design moderne Suivi solaire ais Cot petite srie faible Fabrication simple NIVEAU FLEXIBILITE 1 heure pour cuire 1 45 min. pour bulition 1 charger et dcharger le rcipient 0 2 personnes -> 1 litre 0 compatible camping gaz 1 temprature ou visuel 2 1,5 2 Kg avec casserole 0 1 minute 0 45 cm long maxi 1 transport soute avion ou sac dos 1 Tous profils et lgeres pentes 1 20 kms/h 1 1 auto / nul 2 150 Francs suisse au final 1 1

FC1

FC2 FC3 FC4 FC5

FLEXIBILITE : 0 = On ne discute pas du niveau 1 = On peut ngocier 2 = Tout peut tre remis en cause

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4. HISTORIQUE DES CUISEURS LEGERS AU CNCS

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Historique des cuiseurs lgers au CNCS :Le cuiseur boudin

Forte rduction du volume pour le transport ('caisse molle') Beaucoup de rflecteurs par rapport au volume Bac intrieur en tissu Puissance mdiocre Difficile stabiliser la bonne inclinaison

Le four ULOG en tissu pliable (accordon)

Premier four ULOG en tissu : Dimensions comme le modle en bois pour 3 personnes, bac en tissu, fentre en deux fois PET Pliage en accordon fonctionne Puissance de cuisson trop faible (fentres en PET, bac en tissu) Miroirs supplmentaires ncessaires pour avoir une bonne puissance

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Etude pour permettre un bac pliable tanche la vapeur et partiellement conducteur :

Le bac se fait en tissu, recouvert dun plastique haute temprature (dure de vie ?), un lment pliable en aluminium noirci est pos par dessus (cet lment couvre le fond et le dos du bac) Ce bac - ensemble avec un fentre combine (PET et verre) permet une bonne puissance du four

Le four ULOG en tissu non-pliable

Version allge du four solaire ULOG pour 3 personnes, non pliable Puissance identique au modle en bois Bac en aluminium, fentre mixte (PET, verre) Modle commercialis

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Le cuiseur thermos

Modle pour tudier la forme du cuiseur en U parabolique 2-dimensionel, vertical Faible puissance (U en deux dimensions faible concentration) Forme parabolique assez prcise

La casserole du cuiseur thermos avanc

Casserole dveloppe pour permettre un rflecteur en U parabolique inclin vers le nord (et plus large en haut quen bas), sans devoir incliner la casserole mme

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5. ANALYSE FONCTIONNELLEENONCE DU BESOIN Capter les rayons du soleil avec un cuiseur pour chauffer un rcipient FONCTIONS FP1 CRITERE D'APPRECIATION DE LA FONCTION FP11: Captage direct des rayons du soleil sur le cuiseur NIVEAU DU CRITERE Classe FLEXIBILITE DU NIVEAU Limites d'apprciation Taux d'change Surface de captage suivant puissance calcule Possibilit d'avoir une surface en plusieures parties Calcul de l'nergie necessaire pour le cuiseur

F0

FP121: Captage indirect des rayons du soleil sur rcipient l'aide de rflecteurs FP122: Diriger les rayons capts sur une focale l'aide de Rflecteurs

Surface de captage suivant exposit