Folie für Sonnen-Parabolspiegel

Hallo,

im Rahmen eines Wettbewerbs und Experiments soll mein Enkel zusammen mit seinen Klassenkameraden eine Gerät konstruieren, das Sonnenlicht über einen Hohlspiegel auf den Dampfkessel einer Spielzeugdampfmaschine konzentriert, das dort drin befindliche Wasser möglichst schnell erwärmt; die Dampfmaschine hebt dann über einen Umlenkmechanismus ein Gewicht an, und jene Schulklasse wird gewonnen haben, die ein vorgegebenes Gewicht möglichst schnell auf eine vorgegebene Höhe hochgehoben hat.

Dampfmaschine und alle dazugehörigen Randprobleme scheinen (zunächst) gelöst zu sein. Vorerst letztes Problem, wie bündelt man die Sonnenstrahlen möglichst verlustfrei auf solche einen (kleineren) Dampfkessel?.

Neben wahrscheinlich aufwendigeren Lösungen denkt die Klasse offenbar daran, einen (eigentlich zu verschrottenden) Satellitenspiegel auf der aktiven Seite mit einer Spiegelfolie zu bekleben, möglichst knitterfrei, und das als „Konzentrator“ zu verwenden.

Eine Reihe von Randproblemen:

1.: Die meisten solcher Folien scheinen ein eher schlechtes Reflexionsverhalten zu haben, weil sie wohl vornehmlich dazu gedacht sind, einen halbdurchlässigen Spiegel durch bekleben einer Fensterscheibe zu erzeugen, um damit heimlich Leute beobachten zu können.

2.: Es soll Folien geben, die ein Reflexionsverhalten von 95 % haben, was natürlich schon was ausmacht. Aber, die gibt’s nur ab Paris, zu sehr hinderlichen Konditionen.

3.: Abgabemenge: Die Jungens brauchen vielleicht 1 oder 2 oder 3 Quadratmeter Folie, und nicht 30 oder mehr!!!

Und das möglichst zügig, weil ein Termin vor der Tür steht und schon zu viel Zeit mit nebensächlichen Problemen vergeudet wurde.

Kann jemand helfen, mit Ideen, Adressen, was auch immer?

Vielen Dank für jeden guten Tip, jede Erfahrung, jeden Hinweis, Antal

hi,

Spiegelfolie gibts nicht nur für Fenster.
Sie heiß zu formen (wenn es überhaupt geht) würde ich sicher gleich lassen und nur passende Dreiecke verkleben.

Eventuell gehen auch Reflexschirme aus dem Foto-Bereich - und wenn sie nur den Parabolspiegel füttern.

Die Fläche, nebst der passenden Größe der Dampfmaschine, dürfte doch mehr Einfluss haben, als eine ausgereifte und optimierte Technik.

grüße
lipi

Hallo Antal,

Schon mal über Chrome-Spray nachgedacht?
Gibt’s in der Spraydose bei den Autolacken.

Ob der Wirkungsgrad des Spiegels 95% oder 97% beträgt, wird wenig Unterschied machen, wenn der Wirkungsgrad beim Aufheizen des Kessels gering ist!

Wenn du beim Kessel einen Wirkungsgrad von 50% hast, bleiben von den 2% vom besseren Spiegel gerade mal 1% übrig.

Wenn man die Fläche des schlechteren Spiegels um 2% grösser macht, hat man die selbe Ausgangsleistung wie bei der Hightech-Variante.

MfG Peter(TOO)

Danke Peter, für diesen Tip. Aber, Chrom Spray, hör ich zum ersten Mal. Ich meine, ist klar, was das ist, trotzdem, was issn das? Vor allem, gibts da Daten über die Reflexionsfähigkeit?

Danke, guter und wichtiger Tip, Antal

Hallo Antal,

Aber, Chrom Spray, hör ich zum
ersten Mal. Ich meine, ist klar, was das ist, trotzdem, was
issn das?

Hochglänze Farbe, welche aussieht wie verchromt.
Mehr sagt dir das Internet.

Vor allem, gibts da Daten über die
Reflexionsfähigkeit?

Weiss ich nicht?
Aber ach hier kann das Internet helfen.

Notfalls kann man das auch schnell mal grob messen.

Ich würde eher beim Kessel ansetzen:
Ein Glasgefäss und das Wasser etwas schwarz einfärben. Die schwarze Farbe ergibt eine sehr grosse Oberfläche. Fokussieren kann man dann mitten im Wasser.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

eine mE sehr günstige, und einfach zu beschaffende Variante sollte eine einfache „Rettungsdecke“ in „Silber-Gold“ sein.

Was das Aufbringen auf den Spiegel angeht, nur mal so schnell gebrainstormed: Alle Löcher im Spiegel bis auf eines gut abdichten, geeigneten Kleber auftragen. Decke über den Spiegel spannen, und dann die Luft zwischen Folie und Spiegel absaugen, während man die Folie in kreisenden Bewegungen leicht mit einem Heißluftgerät erwärmt und damit dehnbar macht.

Gruß vom Wiz

Ergänzung
Hallo,

Was das Aufbringen auf den Spiegel angeht, nur mal so schnell
gebrainstormed: Alle Löcher im Spiegel bis auf eines gut
abdichten, geeigneten Kleber auftragen. Decke über den Spiegel
spannen, und dann die Luft zwischen Folie und Spiegel
absaugen, während man die Folie in kreisenden Bewegungen
leicht mit einem Heißluftgerät erwärmt und damit dehnbar
macht.

Wenn man eine Schüssel nimmt, eine Folie über die Öffnung spannt und dann einen Unterdruck in der Schüssel erzeugt, bildet die Folie einen Parabol-Spiegel.

Es gibt da ein Patent dazu,

MfG Peter(TOO)

Moin
Statt einer Folie wäre mein erster Gedanke, die Satschüssel
fein abzuschleifen und mit Spiegelfarbe zu streichen

mfg

Hallo!

eine mE sehr günstige, und einfach zu beschaffende Variante
sollte eine einfache „Rettungsdecke“ in „Silber-Gold“ sein.

Was das Aufbringen auf den Spiegel angeht, nur mal so schnell
gebrainstormed: Alle Löcher im Spiegel bis auf eines gut
abdichten, geeigneten Kleber auftragen. Decke über den Spiegel
spannen, und dann die Luft zwischen Folie und Spiegel
absaugen, während man die Folie in kreisenden Bewegungen
leicht mit einem Heißluftgerät erwärmt und damit dehnbar
macht.

In Verbindung mit einer Sat-Schüssel ist die vor Dir vorgeschlagene Methode ideal, hinsichtlich minimaler Kosten und Ergebnis kaum zu toppen.

Wer Deinen Rat befolgt, sollte wissen, was er tut, weil die auf einen Punkt fokussierte Leistung gefährlich hoch sein kann. Eine Sat-Schüssel mit 80 cm Durchmesser hat eine Fläche von 0,5 m². An einem klaren Sommertag liefert die Sonne in der Mittagszeit etwa 1 kW/m². Man hat es also im Focus des Spiegels mit bis zu 500 W zu tun. Solche Leistung auf wenigen cm² lässt den Messingkessel einer versehentlich ohne Wasser stehenden kleinen Dampfmaschine schmelzen und verkohlt menschliches Gewebe beinahe augenblicklich.

Gruß
Wolfgang

Hallo!

Die meisten solcher Folien scheinen ein eher schlechtes Reflexionsverhalten zu haben…

Ist 80 % „schlecht“?

weil sie wohl vornehmlich dazu gedacht sind, einen halbdurchlässigen Spiegel durch bekleben einer Fensterscheibe zu erzeugen, um damit heimlich Leute beobachten zu können.

Ich denke, ehr als Sonnenschutz.

Grüße

Andreas

Hallo,

ja, das Verfahren hatte ich da auch irgendwo noch im Hinterkopf rumschwirren. Nur wäre mir die Sache nur mit Vakuum etwas zu empfindlich, gerade was Wind angeht. Daher die Idee die Folie mittels Kleber und Heißluftpistole fest auf die Schüssel aufzukleben.

Gruß vom Wiz, der ja doch irgendwann noch mal irgendwas naturwissenschaftlich/technisches studieren muss

Hallo Wiz,

ja, das Verfahren hatte ich da auch irgendwo noch im
Hinterkopf rumschwirren. Nur wäre mir die Sache nur mit Vakuum
etwas zu empfindlich, gerade was Wind angeht.

Sooo Empfindlich ist das Ganze gar nicht!

Der Brennfleck muss gar nicht viel kleiner als der Wassertopf sein!
Wichtig ist optisch nur, dass möglichst kein Licht am Topf vorbei scheint, weil dies Verluste sind.

Scheinbar hat man sich total auf den Wirkungsgrad der Spiegelfolie eingeschossen und sucht da nach Lösungen welche 1-2% bringen. Wenn man den Spiegel 10% grösser macht, bringt das mehr!

Angaben über die restlichen Bedingungen gibt es gar keine.

Klar ist nur, dass man mit der Sonnenstrahlung möglichst schnell ein Gewicht heben muss. Ob es noch Einschränkungen gibt ist nicht bekannt!
Technisch könnte die „Dampfmaschine“ auch ein Hydraulikkolben sein.

MfG Peter(TOO)

Ja, Andreas, 80 % ist nicht eigentlich schlecht, aber…

mein Enkel erzählt, da gäbe es einen Lieferanten, der eine Folie anbietet mit 95% Reflexionsvermögen, und wenn man dann verliert wegen dieser paar wenigen Prozent Differenz…

Das ist wie bei Gehaltserhöhung: 15 % sind nicht eigentlich viel. Aber als Gehaltserhöhung sieht das dann schon ganz anders aus :smile:) Antal

mein lieber Wohlers: hab ich da was versäumt??? WAS ist Spiegelfarbe???

Danke f Tips Antal

Doch Peter, ein paar wenige Bedingungen habe ich noch genannt gekriegt: Die Spiegelfläche darf maximal 0,6 m2 betragen, es soll Wasserdampf erzeugt werden und dann wohl über Kinderdampfmaschine und vorhandene (angebotene) Umlenkerei und Schnur das Gewicht heben.

Wenn man also zunächst davon absieht, den Dampfkessel möglichst „schwarz“ zu machen, bleibt nur der Reflexionsgrad der Folie.

Gruß Antal

Moins
Ich habe mal eine alte Satschüssel mit Alutape beklebt und poliert (Elsterglanz).
Der Brennfleck war so gut handgroß, unsauber fokussiert und auch nicht sonderlich heiß.
War allerdings auch im Februar wimre.
Alutape gibts im Baumarkt für dünnes, da kann man auch mal eine Rolle zum üben
verdaddeln.
Happy Brennflecking:wink:

Hallo, Igor, danke für Deine Antwort, aber, ich verstehe eigentlich gar nichts. Was ist „Elsterglanz“???
Und was meint „wimre“?.
Und was heißt: gibts im Baumarkt für „dünnes“???

Gruß Antal

Elsterglanz ist ein Poliermittel, gibts immer wieder mal bei Aldi oder so und auch in Baumärkten.
wimre: wenn ich mich recht erinnere…
für „dünnes“ meint billig, also wenig Penunzen oder meinetwegen auch preiswert.
6m, 48mm br kosten 2-4€

guckst du hier:

http://lmgtfy.com/?q=Spiegelfarbe

Hallo,

das Sonnenlicht über einen Hohlspiegel auf den Dampfkessel
einer Spielzeugdampfmaschine konzentriert, das dort drin
befindliche Wasser möglichst schnell erwärmt; die
Dampfmaschine hebt dann über einen Umlenkmechanismus ein
Gewicht an,

Ist der Dampfkessel und die Dampfmaschine für beide Pateien gleich oder hat jede Partei eigenes Equipment.
Falls jede Partei ihr eigenes Kesselchen hat, wäre auch da einiges zu optimieren.

Dampfmaschine und alle dazugehörigen Randprobleme scheinen
(zunächst) gelöst zu sein. Vorerst letztes Problem, wie
bündelt man die Sonnenstrahlen möglichst verlustfrei auf
solche einen (kleineren) Dampfkessel?.

Ein Hohlspiegelspiegel mit bestens reflektiernder Oberfläche ist natürlich für Energieausbeute wichtig.
Dabei sind spektrale Eigenschaften der reflektierenden Fläche zu berücksichtigen.
Es sollte nicht nur das sichtbare Spektrum gut reflektiert werden, sondern auch der UV-Anteil und noch wichtiger, der IR-Anteil.
Am besten sind metalisch glänzende Flächen ohne Oxidschicht geeignet, weil Metalle sehr breibandig und mit sehr gutem Reflektionsgrad reflektieren.
Folien mit silber glänzender Metallbeschichtung kämen dem Ideal wohl nahe.
-> Rettungsdecken

Alu hat neben Silber die besten Reflktionseigenschaften.
Problem ist nur, das es leiocht korrodiert. Kann man aber vetl. durch polieren zumindest kurzzeitig optimieren.

Neben wahrscheinlich aufwendigeren Lösungen denkt die Klasse
offenbar daran, einen (eigentlich zu verschrottenden)
Satellitenspiegel auf der aktiven Seite mit einer Spiegelfolie
zu bekleben, möglichst knitterfrei, und das als „Konzentrator“
zu verwenden.

Kann durchaus gut funktionieren. Wobei es nicht so wichtig ist, dass die Oberfläche exakt glatt wird, weil der Brennfleck ja nicht so winzig klein sein muss. Hauptsache er trifft den Kessel und es geht kein Licht vorbei.

beobachten zu können.

Das halte ich für eine Verschwörungstheorie.
Du meist wohl Sonnenschutzfolien? Die sollen ja das Licht nur dämpfen und noch etwas Licht durchlassen, damit es innen nicht stockduster wird.

Es gibt aber auch richtige Spiegelfolien.
Gruß Uwi