Project Solar Oven - eduweb
advertisement
Testrapport leertaak 1 Student: Don Dijkhuizen Mathijs Dirks Tom Evenblij Roel Daatselaar S Student nr.: 15071359 14029685 15098346 15089703 16-09-2016 Solar Cooking Gegevens studenten Don Dijkhuizen 15071359 Mathijs Dirks 14029685 Tom Evenblij 15098346 Roel Daatselaar 15089703 Opleidingsgegevens Haagse Hogeschool Opleiding Werktuigbouwkunde Rotterdamseweg 137, 2628 AL Delft Docent Dhr. Souren Hbo Werktuigbouwkunde Datum: 16-09-2016 Solar Cooking 2 Voorwoord In het kader van Werktuigbouwkunde semester 3 is er een project ontwikkeld wat een solar cooker is. Het ontwerp voor de solar cooker moet met weinig en goedkoop materiaal te maken zijn. Als de solar cooker gerealiseerd is wordt deze getest doormiddel van een bepaalde tijd de solar cooker met daarin 250ml water te verwarmen. Voordat we concepten maken moet er onderzoek gedaan worden. Nadat de theorie over de solar cooker is opgedaan zijn er concepten gemaakt, waaruit we met de projectgroep een uiteindelijke eindontwerp wordt gefabriceerd. Door een goede samenwerking en de kennis van vorige semesters kan dit project gerealiseerd worden. Namens de projectgroep worden er een aantal mensen bedankt voor de hulp, ondersteuning en controle over dit project, beginnende met DhrSouren en DhrCoblijn die het project als begeleiders ondersteuning bieden, de heren uit de werkplaats op de locatie haagse hogeschool voor het materiaal en de tips over de realisatie van de solar cooker, Het bestuur van NOVA voor het gebruiken van verf en lijm en de begeleiders van de BETA-factory voor ondersteuning en het in gebruik stellen van hun werkplaats Datum: 16-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 3 Solar Cooking Samenvatting Dit project legt een basis aan een onderzoek of het mogelijk is om in Nederland te gaan koken door middel van een solarcooker. Er wordt gekozen uit al uitgewerkte modellen en vervolgens is er onderzoek gedaan naar optimalisatie van het gekozen ontwerp voor de Nederlandse zomerzon. Vervolgens wordt met de bepaalde gegevens een simulatie gedaan en wordt er een testmodel gebouwd, welke vervolgens getest wordt. De uitkomst van de test wijkt heel erg af van de simulatie maar het testmodel vertoond wel vergelijkbaar gedrag. Er kan vervolgens de conclusie worden getrokken dat er met vervolg onderzoek en verdere ontwerpstappen een verbeterd testmodel en meer realistische simulatie kan worden gedaan. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 4 Solar Cooking Inhoudsopgave Voorwoord .............................................................................................................................................. 3 Samenvatting........................................................................................................................................... 4 Inhoudsopgave ........................................................................................................................................ 5 1. Inleiding ............................................................................................................................................... 7 2. Literatuuronderzoek ............................................................................................................................ 8 2.1 Roel ................................................................................................................................................ 8 2.2 Mathijs ........................................................................................................................................... 8 2.3 Tom ................................................................................................................................................ 8 2.4 Don ................................................................................................................................................ 8 3. Doelstelling en onderzoeksvraag ...................................................................................................... 10 3.1 Doelstelling .................................................................................................................................. 10 3.2 Onderzoeksvragen....................................................................................................................... 10 4. Testopstelling .................................................................................................................................... 11 4.1 Concept........................................................................................................................................ 11 4.2 De oven........................................................................................................................................ 11 4.3 Glasplaat ...................................................................................................................................... 11 4.4 Realisatie ..................................................................................................................................... 11 4.5 Reflectoren .................................................................................................................................. 12 4.6 Assembly...................................................................................................................................... 12 5. Berekeningen..................................................................................................................................... 13 5.1 Paneelhoeken en zonlicht oppervlakte bepalen ......................................................................... 13 5.2 Bovenpaneel ................................................................................................................................ 13 5.3 Onderpaneel ................................................................................................................................ 14 5.4 Zijpanelen .................................................................................................................................... 15 5.5 Zonlicht oppervlakte opgevangen door de panelen .................................................................... 16 5.6 Simulink ....................................................................................................................................... 18 6. Testplan ............................................................................................................................................. 21 6.1 Gegevens ..................................................................................................................................... 21 6.2 Meetapparatuur .......................................................................................................................... 21 6.3 Metingen ..................................................................................................................................... 21 7. Testresultaten.................................................................................................................................... 22 8. Conclusie en aanbeveling .................................................................................................................. 23 8.1 Conclusie ..................................................................................................................................... 23 Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 5 Solar Cooking 8.2 Aanbevelingen ............................................................................................................................. 25 Bijlage .................................................................................................................................................... 26 Logboek ............................................................................................................................................. 26 Bijlage Mathijs Dirks .......................................................................................................................... 28 Bijlage Tom Evenblij .......................................................................................................................... 30 Bijlage Roel Daatselaar ...................................................................................................................... 32 Bijlage Don Dijkhuizen ....................................................................................................................... 37 Reflectieverslag ..................................................................................................................................... 38 Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 6 Solar Cooking 1. Inleiding Leertaak 1 staat in het teken van de solar cooker, een kooksysteem dat duurzame energie gebruikt. Door middel van het concentreren van zonne-energie kun je met de solar cooker koken. In warme landen wordt dit al veel gedaan, maar de vraag is of dit ook in Nederland kan. Voor deze leertaak hebben we een solar cooker ontworpen en gerealiseerd, voor gebruik in Nederland. De probleemstelling: Is het mogelijk om met een vooronderzoek en beschikbare materialen een solar cooker of stove te ontwikkelen, simuleren en testen die 250 ml water kan laten koken. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 7 Solar Cooking 2. Literatuuronderzoek Ieder student heeft een literatuur onderzoek gedaan naar de solar cooker. Hieronder zijn de verschillende bronnen te zien. 2.1 Roel Bron 1: TU Delft. (01-09-2015). Zonnestralingsrichting. Geraadpleegd op 1-9-2016, van http://wiki.bk.tudelft.nl/bk-wiki/Zonnestralingsrichting Een publicatie vanuit de TU Delft geraadpleegd op 1-9-2016. Betreffende de hoek waarin het zonlicht de aarde raakt op 52 graden NoorderBreedte. Met deze gegevens is het mogelijk om te bepalen tussen welke hoeken de licht opvangende panel verstelbaar moeten kunnen zijn om optimaler te werken. 2.2 Mathijs Bron 1: Parry, N. (2008).solar cooker.Geraadpleegd op 01-09-2016, vanhttp://www.solarcooker-atcantinawest.com/ In de bron wordt vermeld welke soorten solar ovens er zijn. Deze ovens worden verder uitgelicht met uitleg over de werken van de oven. Bron 2:Aalfs, M. Principles of Solar Box Cooker Design. Geraadpleegd op05-09-2016, vanhttp://solarcooking.wikia.com/wiki/Principles_of_Solar_Box_Cooker_Design In deze bron wordt het concept van een solar box uitgelegd. Er staat onder andere in hoe de straling van de zon zich in z’n box gedraagt. 2.3 Tom Bron 1: Maes, M. (4 juli 2016). Solar-cooking. Geraadpleegd op 01-09-2016, van http://zonderwoord.com/article/solar-cooking In deze bron wordt de solar cooker in al zijn aspecten behandeld. Het gaat hier over materialen, verschillende technieken, voor- en nadelen en toepassingen. Bron 2: Zonne-paneleninfo.nl. (2016) De solar cooker. Geraadpleegd op 01-09-2016, van https://www.zonnepanelen-info.nl/zonnecollector/solar-cooker/ In deze bron worden de verschillende soorten solar cookers op een basis niveau toegelicht. 2.4 Don Bron 1: Een educational kit van One Earth Designs geraadpleegd op 5-9-2016 https://www.oneearthdesigns.com/wpcontent/uploads/2014/03/The_Science_Behind_Solar_Cookers.pdf Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 8 Solar Cooking Deze bron bestaat uit een uitleg met een instructie hoe je een solar cooker, panel cooker of een solar oven moet maken. Bron 2: Rob Ouwerkerk natuurkundige geraadpleegd op 1-9-2016 van http://www.natuurkunde.nl/opdrachten/2394/breking-van-licht In deze bron staat de basis voor het weerkaatsen en het absorberen van licht. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 9 Solar Cooking 3. Doelstelling en onderzoeksvraag 3.1 Doelstelling Een zonnecollector te ontwerpen, berekenen, simuleren en te realiseren, waarmee bepaald kan worden of het mogelijk is om water te koken met de Nederlandse zomer zon. 3.2 Onderzoeksvragen 3.2.1 Hoofdonderzoeksvraag Kunnen we 200ml water doen koken met een Solarcooker van simpele materialen door middel van de Nederlandse zomerzon? 3.2.2 Onderzoeksvragen Is er een optimalisatie te doen voor het opvangen van het zonlicht binnen de Solarstove? Wat is de uitkomst van een simulatiemodel waarin we simpele gegevens invoeren? Wat is de vergelijking tussen de werkelijke test en de simulatie? Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 10 Solar Cooking 4. Testopstelling 4.1 Concept Het gekozen concept is een solar cooker. Een solar cooker bestaat uit een dichte ruimte (de oven) en reflectoren. Het zonlicht reflecteerd via de panelen naar de oven. De oven heeft een transparante bovenkant waar het zonlicht naar binnen valt. De oven wordt warm en behoud deze warmte doormiddel van isolatie aan de buitenkant van de oven. In ons concept maken we gebruik van 3 onderdelen: 1. De oven 2. Glasplaat 3. Reflectoren 4.2 De oven De oven bestaat uit een behuizing van spaanplaten die doormiddel van lijmen en spijkers met elkaar verbonden is. De binnenkant van de oven is zwart zodat het warmte vast houdt. Realisatie: De oven is gerealiseerd in de betafactory. Allereerst zijn de panelen opmaat gezaagd waarna ze laten aan elkaar bevestigd zijn. 4.3 Glasplaat Figuur 1 de oven Om de warmte niet te laten ontsnappen zit er op de plek waar het licht binnenvalt een glasplaat. Het zorgt er dus voor de het licht wel de oven in kan komen, maar dat de warmte die in de oven ontstaat niet eruit kan. 4.4 Realisatie De glasplaat is uiteindelijk een doorzichtige plasctic plaat geworden. Deze kon doormiddel van een stanleymes op maat gesneden worden. Figuur 2 de glasplaat Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 11 Solar Cooking 4.5 Reflectoren De reflectoren zijn 3 panelen waarvan de zijpanelen dezelfde afmetingen hebben. De panelen worden in de juiste hoek gezet die in hoofdstuk berekend worden. De panelen hebben als doel het zonlicht te reflecteren naar de oven. Realisatie: De panelen worden gemaakt van karton en reflecterend folie. Panelen worden met een stanleymes op maat gesneden uit een stuk karton. Daarna gaat over het stuk karton de reflecterende folie. Figuur 3 Paneel zijkant Figuur 4 Paneel bovenkant 4.6 Assembly Wanneer alle onderdelen gemaakt zijn kunnen deze met elkaar bevestigd worden. Allereerst word de glasplaat bevestigd met tape aan de oven. Daarna worden de panelen met tape bevestigd aan de oven en in de goede hoek gezet. Het tape zou de panelen op zijn plek moeten houden. Figuur 5 3D model concept Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 12 Solar Cooking 5. Berekeningen 5.1 Paneelhoeken en zonlicht oppervlakte bepalen De positie van de vier panelen, die het zonlicht moeten reflecteren, is te berekenen door geometrie te gebruiken. Er zijn 3 bepalingen die moeten worden gedaan: 1. Bovenpaneel 2. Onderpaneel 3. Zijpaneel Omdat het rekenen is met veel termen is de lengte van alle panelen vastgesteld op 0,5 meter, de invalshoek van het zonlicht op 38 graden. Volledige bepalingen en berekeningen zijn te vinden in de Bijlage. 5.2 Bovenpaneel 5.2.1 Hoek grenzen bepalen Het paneel bovenop de cooker kan op 2 manieren het licht reflecteren naar de bak toe, dit is geïllusteerd in de volgende twee afbeeldingen: Figuur 7 Afbuiging hoekvergroting Figuur 6 Weerkaatsing Boven Voor de bepaling van het “gedrag” van de gereflecteerde lichtstralen is het mogelijk om vast te stellen welke grenzen er zijn voor de paneelhoek B. In het geval van weerkaatsing is het mogelijk om te kijken naar wat de hoek is waarop het paneel het licht afbuigt zodanig dat het loodrecht op een vlakke bodem valt. De eerste grenshoek, voor de gekozen paneellengte, is gelegd op de weerkaatsingshoek die het licht loodrecht op de grond stuurt. Dit gebeurt voor de paneellengtes groter dan 0,34m op 64 graden. Een tweede grens is makkelijk te herleiden uit de gebruikte gegevens: Als het zonlicht invalt op 38 graden is het niet nuttig om het paneel lager dan 38 te hebben staan omdat deze dan de bak afschermt van het zonlicht. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde Figuur 8 Weerkaatshoek 13 Solar Cooking 5.2.2 Optimale reflectiehoek bepalen Door de hoek B te kiezen tussen 38 en 64 graden wordt er altijd gebruik gemaakt van afbuiging. Figuur 10 Geometrie De hoeken uit de linker figuur worden gebruikt om te bepalen Figuur 9 Bodembepaling waar het licht valt op de bodem van de bak. De optimale hoek van het paneel, voor de gekozen paneellengte, buigt op het hoogste punt af naar de rand van de bodem. Deze hoek valt op 57 graden. 5.3 Onderpaneel 5.3.1 Hoek grenzen bepalen Het onderpaneel heeft ook de twee vormen van reflectie. Figuur 11 Afbuiging hoekverkleining Figuur 12 Weerkaatsing Onder De onderhoek is snel vastgelegd op 0 graden. Dit omdat het voor een paneel langer dan 0,25m niet meer lukt om bij een negatieve hoek nog al het licht af te buigen op de opvangbak. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 14 Solar Cooking De bovengrens is te bepalen door hetzelfde principe te gebruiken als gedaan bij het bovenpaneel. De hoek waarmee het licht loodrecht valt op het achtervak van de cooker. De regel stelt dat de hoek van terugkaatsing gelijk moet zijn aan de paneelhoek B omdat de reflectie evenwijdig loopt met de ondergrond. Daaruit volgt dat de grens ligt op B = 19 graden Figuur 13 Loodrecht Onder Alle hoeken die de voor hoekverkleining zorgen liggen tussen 19 en 38 graden en al deze hoeken zullen 100% worden opgevangen, de uitdaging ligt dan in het vinden van de weerkaatsinghoek omdat daarmee zonoppervlakte wordt afgevangen. 5.3.2 Optimale reflectiehoek bepalen De hoek van het paneel wordt gekozen tussen 0 en 19 graden. Door deze keuze gaat de geometrie er als volgt uitzien: Figuur 14 hoekbepaling Onder Met deze geometrie brengt als optimale hoek 17 graden, deze uitkomst is afhankelijk van de lengte van het opvangpaneel en de hoogte van de cooker. 5.4 Zijpanelen De hoeken voor de zijpanelen zijn bepaald t.o.v. het glasvlak dat de cooker afsluit omdat dit het vlak is waaraan ze worden bevestigd (0 graden betekend dat het paneel parallel ligt het glasvlak en 90 dat er een rechte hoek zit tussen het vlak van het paneel en het glasvlak). 5.4.1 Hoek grenzen bepalen Ook de zijpanelen reflecteren op 2 manieren Figuur 16 Afbuiging Zij Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde Figuur 15 Weerkaatsing Zij 15 Solar Cooking De ondergrens is vast te stellen als de hoek waarmee het licht niet meer dichterbij het vlak komt waar het glas ligt. In dit geval is daarmee de grens 45 graden omdat dit de lichtstralen parallel aan dat vlak reflecteert. De boven grens is op vergelijkbare manier te vinden als de ondergrens van de bovenpanelen, als het licht invalt op 90 graden dan heeft het dan vang je licht af als de hoek groter is dan 90 graden. Figuur 17 Parallel Zij 5.4.2 Optimale reflectiehoek bepalen De hoekgrenzen zijn vastgesteld als 45 tot 90 graden t.o.v. het glasvlak. De geometrie waarmee de bepaling wordt gedaan is opgesteld in de volgende afbeelding: Zoals te zien is er maar 1 hoek die alle factoren beïnvloed waardoor het bepalen een stuk simpeler is. De breedte van de cooker is de andere factor. De optimale hoek komt voor de zijpanelen uit op 66 graden. Het andere paneel moet op dezelfde hoek worden gespiegeld om hetzelfde effect te hebben. Dit kan omdat het licht loodrecht op het glasvlak valt. Figuur 18 Hoekbepaling Zij 5.5 Zonlicht oppervlakte opgevangen door de panelen De hoeveelheid zonlicht die is afgevangen is niet zo simpel te bepalen door de oppervlakte van het paneel te nemen, het is het oppervlakte van het vlak dat loodrecht op de zonlichtrichting staat dat wordt afgevangen door de panelen. Dit is voor de 3 paneelsoorten die gebruikt worden weer anders. 5.5.1 Bovenpaneel De afbeelding hieronder beeld de geometrie van het bovenpaneel af, die gebruikt wordt voor het berekenen van het afgevangen licht. Figuur 19 Afvang Boven Met de optimale hoek van de reflectie komt het oppervlakte afgevangen licht uit op: 0,024 m2 met een paneeloppervlakte van 0,075m2. 5.5.2 Onderpaneel Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 16 Solar Cooking Figuur 20 Afvang Onder Het licht, opgevangen door het onder paneel, is op een andere manier te vinden dan die van het bovenpaneel. Gebruik makend van de optimale hoek volgt dat het paneel dan 0,027m2 opvangt met het paneeloppervlakte van 0,075m2. 5.5.3 Zijpanelen De zijpanelen staan in loodrecht op de invalshoek van het licht en buigen dit enkel naar binnen. Daarmee is het de simpelste bepaling. De lengte van het paneel is gelijk aan de lengte van het glasvlak. Onder de optimale hoek vangt één zijpaneel met een oppervlakte van 0,12m2 al 0,035m2 zonlicht af. Figuur 21 Afvang Zij 5.5.4 Totale afvang De afvang van de bepaalde paneelvlakken komt uit op een afvang van 0,12m2. Daar komt dan de oppervlakte van het glasvlak (0,037m2) nog bij voor een totale opname mogelijkheid van 0,157m2. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 17 Solar Cooking 5.6 Simulink Het simulink model is er om te zien hoe het proces van het opwarmen van het water in onze solarcooker in theorie zou moeten verlopen. In dit model worden met een aantal parameters gerekend, die van invloed zijn op het proces. Door deze juist in te vullen kun je berekenen, wanneer de verschillende onderdelen van de solar-cooker hun maximale temperatuur bereiken. Aan de hand hiervan kun je bepalen hoe lang je gaat testen in werkelijkheid. Een aantal parameters wil ik hieronder bespreken om duidelijk te maken welke factoren van belang zijn bij het opwarmen van het water in een solar-cooker. 5.6.1 Buiten de blackbox De eerste twee parameters zijn de buitentemperatuur en het stralingsvermogen van de zon. Deze twee zijn van uiterst belang bij het proces, omdat deze een grote invloed hebben op de snelheid en verloop van het proces. We hebben het stralingsvermogen bepaald aan de hand van de waardes van twee dagen geleden die op de KNMI site te zien zijn. Figuur 1 Simulink model 5.6.2 Afdekplaat De afdekplaat is van perplex, de oppervlakte, de absorptiecoëfficiënt, de transmissiecoëfficiënt, de warmtecoëfficiënt en de begintemperatuur. Al deze waardes hebben invloed op de hoeveelheid energie die door de afdekplaat heen gaat, de rest wordt namelijk opgenomen of weerkaatst, en dat is te berekenen met de bovengenoemde parameters. Figuur 2 Parameters afdekplaat Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 18 Solar Cooking 5.6.3 Object Het object is het op te warmen water. Hiervoor is het belangrijk om te weten wat de oppervlakte is waar de energie opgenomen kan worden en wat de warmtecapaciteit is van het water. Deze parameters hebben invloed op energie die het water op zal nemen. Ook is de begintemperatuur van het water uiteraard van belang aangezien het water vanaf dat punt opgewarmd moet worden. Figuur 3 Parameters object 5.6.4 Lucht om object De lucht in de bak om het blikje met water heen is ook van belang, aangezien hier ook warmte aan afgegeven wordt. De begintemperatuur en de warmtecapaciteit zijn hier van belang, want hiermee kan uitgerekend worden hoeveel warmte de lucht op zal nemen. Figuur 4 Parameters lucht om object 5.6.5 Absorber De absorber is in ons geval de zwarte wand van het bakje. Voor de absorber is het van belang om te weten hoeveel energie het opneemt; de oppervlakte van de zwarte vlakken en de warmte die het hout op kan nemen. Ook is hier uiteraard de begintemperatuur weer van belang. Figuur 5 Parameters absorber 5.6.6 Reflector Het is van belang bij de reflectoren om rekening te houden met de hoeveelheid zonne-energie die op de reflectoren valt en wat hiervan op het object en op de absorber valt. De reflectiecoëfficiënt geeft aan in hoeverre het licht wel echt goed gereflecteerd wordt. Figuur 6 Parameters reflector 5.6.7 Warmteoverdrachtscoëfficiënt De warmte die gelekt wordt tijdens het kookproces kan berekent worden met de warmteoverdrachtscoëfficiënt . Deze parameters geven aan in hoeverre en hoeveel er aan warmte gelekt wordt door de verschillende onderdelen. Figuur 7 Parameters warmteoverdrachtscoëfficiënten Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 19 Solar Cooking 5.6.8 Uitslag van model We hebben de tijdsduur van de test laten afhangen van de tijd dat de verschillende onderdelen die van belang zijn bij de op een maximale temperatuur zijn gekomen; dit is na 1 uur. Hiernaast in figuur 8 is het temperatuurverloop van het bakje te zien, aangezien deze bepalend was in bepalen van de tijdsduur van het testen. We hebben voor 1 uur gekozen omdat, naar ons inzicht, het water in de praktijk ook niet enorm meer zal stijgen in temperatuur, nadat de rest van de onderdelen hun maximale temperatuur hebben bereikt. Volgens het simulink model zou dan het temperatuur verloop er zoals in figuur 9 uitzien. Figuur 9 Grafiek temperatuurverloop water Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 20 Solar Cooking Figuur 8 Grafiek temperatuurverloop solar-oven 6. Testplan Voor het project van de solar cooker hebben we een uitgebreid testplan gemaakt. Met een goed testplan kan een goede conclusie getrokken worden of de solar cooker naar behoren gefunctioneerd heeft. Het testplan bestaat uit de volgende onderdelen: Gegevens, meetapparatuur, inleidend verhaaltje en metingen 6.1 Gegevens Zonnesterkte:2016-09-15 11:30 tot 12:30 T = 296,5 K Q = 255Globale straling (in J/cm2) per uurvak = 625 W/m^2 6.2 Meetapparatuur Thermometer Stopwatch We gaan elke 5 minuten meten. De thermometer stoppen we elke 5 minuten in het water. Hierdoor moeten we wel elke 5 minuten de oven openen, maar de thermometer zal gaan smelten als we heb in de oven houden. Wij gaan ervan uit dat de meetgegevens daardoor wel minder hoog zullen worden. 6.3 Metingen Tijd (min) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 75 Temperatuur (graden) Tabel 6.1 Meettabel Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 21 Solar Cooking 7. Testresultaten Tijd (min) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 75 Temp (graden) 27 29 31 32,6 35,1 37,4 39,7 41,4 44,7 47,8 50 53 55 60 Tabel 7.1 Meetresulaten Temp. (˚C) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Tijd (min) Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 22 Solar Cooking 80 8. Conclusie en aanbeveling 8.1 Conclusie De optimalisatie mogelijkheden waren tijdens het testen goed op te merken: als de solarstove goed gericht stond op de zonlichtinval dan was er weinig reflectie te zien voor iemand die zich rond de solarstove bewoog, waar deze reflecties veel duidelijker waren als de solarstove niet loodrecht stond op de inval. Hieruit valt af te leiden dat er bij goede uitlijning beduidend meer zonlicht op de absorptiebak viel dan wanneer de paneelhoeken minder gericht waren. Er kan dus gesteld worden dat er nog wel optimalisatie kanten zitten binnen het ontwerp van het testmodel maar dat de paneelhoeken die op een paar graden nauwkeur zijn geplaats toch al een groot verschil maken voor de effectiviteit van het ontwerp. Het Simulinkmodel is aangereikt door de haagse hogeschool om de projectgroepen te helpen een meer realistisch beeld te krijgen van het gedrag van de door hen ontworpen solarcookers. De berekeningen en bepalingen die gedaan zijn om tot het eindontwerp te komen zijn ook te gebruiken om dit simulatiemodel te laten werken. Echter zijn er niet voor alle gevraagde gegevens berekeningen gedaan omdat er informatie ontbrak. In dergelijke gevallen is er in kort overleg een keuze gemaakt voor een aanname. Het model laat na het berekenen over een tijdsperiode van een uur zien dat de objecttemperatuur redelijk lineair oploopt en dat de absorptiebak in een temperatuur evenwicht komt rond de 70 graden. 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 De resultaten van de test laten een redelijk lineair verloop zien wat ook naar voren kwam in het simulatiemodel. Het verschil tussen de test en de simulatie is echter dat de tijdens de test de temperatuur veel minder hard is gestegen. Hierdoor wordt het minder waarschijnlijk dat de 100 graden gehaald kan worden bij langer testen, echter levert het simulatie model dus wel een goede indicatie voor het gedrag dat de solarstove vertoond. Verschillen met de werkelijkheid zijn ook nog voor een deel te vangen in de aannames die gedaan zijn voor de simulatie en de test. Het onderzoek is begonnen met de hoofdvraag: Kunnen we 200ml water doen koken met een Solarcooker van simpele materialen door middel van de Nederlandse zomerzon? Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 23 Solar Cooking 70 80 De hoofdvraag impliceert geen tijd waarbinnen het water moet koken en het simulatie model laat zien dat de grafiek na een uur nog ongeveer lineair is en bij het verhogen van de simulatie tijd dat 100 graden voor het object goed te halen is. Deze extrapolatie wordt ondersteunt door de warmte die wordt opgenomen door de solarstove, de omgevingstemperatuur rondom het object bereikt een maximum van ongeveer 72 graden, ten op zichten van de buiten lucht aangenomen op 26 graden levert dat een goede springplank naar de 100 graden omdat het warmtestroom het object uit, door convectie, relatief laag wordt gehouden. Het lineaire gedrag van de temperatuur in het object is ook terug te zien in de testresultaten, gradiënt van oplopen ligt wel lager dan in het model maar ook in de resultaten is te zien dat er nog geen optimum bereikt is, dit optimum zal niet op 100 graden liggen maar met enkele verbeteringen aan het concept is dat goed mogelijk. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 24 Solar Cooking 8.2 Aanbevelingen Voor een vervolg onderzoek, naar het gekozen model voor de solarstove, zijn er een aantal plaatsen waar verdere verbeteringen en bepalingen kunnen worden doorgevoerd. 8.2.1 Test-opstelling Het meten van de temperatuur binnen de solarstove is moeilijk doordat de reflector moet worden afgenomen en de verwarmde bak koelt daarmee af. De aanbeveling voor een vervolg onderzoek: een ingebouwde thermometer die de temperatuur van de bak meet en een thermometer die onder zelfopwarming ook blijft werken zodat het water continue gemonitord kan worden zonder de installatie te openen. Tijdens de test is de plexiglasplaat die gebruikt werd om de bak af te dichten ook door warmte vervormd waarmee de afsluiting verslechterde en er meer licht werd weerkaatst naar buiten. Voor een volgend model zou een doorlaat oppervlakte met een hogere smelttemperatuur kunnen worden geregeld. 8.2.2 Constructie Het openen van het huidige testmodel is moeilijk doordat er geen solide verbinding bestaat tussen de deksel met reflectoren en de opvangbak. Dit kan relatief makkelijk worden geregeld door een scharnier toe te voegen. Het systeem viel voorwaarts door het gewicht van de zijpanelen, hiervoor is er ondersteuning gezocht. In het volgende ontwerp is het nodig om die ondersteuning al mee te nemen en te bouwen. De panelen zijn in dit model gemaakt van karton met opgeplakt 8.2.3 Simulatie De simulatie is gedaan met een model waarvan we zelf niet geheel kunnen achterhalen hoe de berekeningen worden gedaan. Verder kunnen we niet alle in te voeren gegevens 100% nauwkeurig maken omdat de verwarmingswaardes niet van alle materialen bekend is. Voor een volgend onderzoek is het nodig om deze waardes uit te zoeken door informatie te vragen bij de fabrikant of door experimenten uit te voeren die een indicatie kunnen geven van deze waardes. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 25 Solar Cooking Bijlage Logboek Datum Tijd Plaats Werkzaamheden 29-08-2016 11:15 - 13:15 Haagse hogeschool Planning + Don, Tom, taakverdeling gemaakt Mathijs 30-08-2016 14:00 – 15:00 Thuis Tom 1-09-2016 8:45 - 12:15 2-09-2016 5-09-2016 16:00 – 17:00 11:00 – 13:00 5-09-2016 12:00 – 14:00 Haagse hogeschool Thuis Verkade Beton Thuis Bronnenonderzoek en concept ontwerpen Concepten gemaakt + brononderzoek Bronnen onderzoek Bak bouwen Roel 8-09-2016 8:45 - 14:00 Haagse hogeschool 9-09-2016 16:00 – 20:00 Thuis 9-09-2016 17:00 - 22:00 Thuis 11-09-2016 10:00 – 18:00 Thuis 12-09-2016 13:00 - 17:00 Thuis 12-09-2016 13-09-2016 14:00 – 15:00 12:00 – 13:30 Thuis BètaFactory 14-09-2016 14-09-2016 14-09-2016 10:00 – 11:00 9:00 – 11:00 12:00 – 13:00 Thuis Thuis BètaFactory 15-09-2016 8:45 – 15:00 16-09-2016 12:00 – 14:00 Haagse hogeschool Haagse hogeschool Concept ontwerp tekenen Verslag week 1 verbeteren. Rekenen aan het gekozen concept Paneel hoeken bereken en week1 verbeteren Inventor model aanpassen Paneel hoeken optimaliseren Verslag week 2 + eindverslag Karton regelen Panelen opbouwen en beplakken Testplan Simulink doorwerken Stove zwarten en panelen tapen Testen, verslag en reflectie Eindrapport afwerken Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 26 Solar Cooking opmerking Don, Tom, Mathijs en Roel Roel Don Don, Tom, Mathijs en Roel Roel Mathijs Roel Mathijs Tom Don, Tom Mathijs Tom Don, Roel Don, Tom, Roel en Mathijs Don, Tom, Roel en Mathijs Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 27 Solar Cooking Bijlage Mathijs Dirks Concept: Een solar cooker bestaat uit een dichte ruimte (de oven) en reflectoren. Het zonlicht reflecteerd via de panelen naar de oven. De oven heeft een transparante bovenkant waar het zonlicht naar binnen valt. De oven wordt warm en behoud deze warmte doormiddel van isolatie aan de buitenkant van de oven. In ons concept maken we gebruik van 3 onderdelen: 1. De oven 2. Glasplaat 3. Reflectoren De oven: De oven bestaat uit een behuizing van spaanplaten die doormiddel van lijmen en spijkers met elkaar verbonden is. De binnenkant van de oven is zwart zodat het warmte vast houdt. Realisatie: De oven is gerealiseerd in de betafactory. Allereerst zijn de panelen opmaat gezaagd waarna ze laten aan elkaar bevestigd zijn. Glasplaat: Figuur 22 de oven Om de warmte niet te laten ontsnappen zit er op de plek waar het licht binnenvalt een glasplaat. Het zorgt er dus voor de het licht wel de oven in kan komen, maar dat de warmte die in de oven ontstaat niet eruit kan. Realisatie: De glasplaat is uiteindelijk een doorzichtige plasctic plaat geworden. Deze kon doormiddel van een stanleymes op maat gesneden worden. Figuur 23 de glasplaat Reflectoren. De reflectoren zijn 3 panelen waarvan de zijpanelen dezelfde afmetingen hebben. De panelen worden in de juiste hoek gezet die in hoofdstuk berekend worden. De panelen hebben als doel het zonlicht te reflecteren naar de oven. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 28 Solar Cooking Realisatie: De panelen worden gemaakt van karton en reflecterend folie. Panelen worden met een stanleymes op maat gesneden uit een stuk karton. Daarna gaat over het stuk karton de reflecterende folie. Figuur 24 Paneel zijkant Figuur 25 Paneel bovenkant Assembly Wanneer alle onderdelen gemaakt zijn kunnen deze met elkaar bevestigd worden. Allereerst word de glasplaat bevestigd met tape aan de oven. Daarna worden de panelen met tape bevestigd aan de oven en in de goede hoek gezet. Het tape zou de panelen op zijn plek moeten houden. Figuur 26 Assembly solar cooker Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 29 Solar Cooking Bijlage Tom Evenblij Mijn solar cooker bestaat uit een houten doos met een zwarte binnenkant om de warmte vast te houden. Op de deksel bevindt zich een aluminium folie om het zonlicht in de doos te weerkaatsen. Op de doos moet een glasplaat om de warmte enigszins vast te houden. De doos wordt met hout, lijm en schroeven gemaakt. De deksel zit aan de doos vast door middel van een scharnier. De zwarte binnenkant wordt gerealiseerd door de bak zwart te verven. De verstelbaarheid van de deksel wordt gecreëerd door twee pinnen en een latje met gaten daarin. Afbeelding 1 Solar cooker Afbeelding 2 Werktekening solar cooker Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 30 Solar Cooking Afbeelding 3 Werktekening deksel Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 31 Solar Cooking Bijlage Roel Daatselaar Concept schets Solar Panelcooker: Hoofdzakelijk de uitlijning voor de 1m2 alu, de rode lijnen zijn vouw-lijnen en de grijze lijnen zijn snijlijnen. De panelcooker is op te bouwen uit 2 stukken: het paneel en een metalen standaard. Daarmee maakt het de stuk lijst: Onderdeel # 1 2 3 Naam Materiaal Hoeveelheid Bordkarton (1m2) Zelfkleef Alu (1m2) Magnetron onderzetter Bordkarton Aluminiumfolie Aluminium 1x 1x 1x De berekeningen voor het eindconcept: Paneel berekeningen De geometrische regels stellen dat, op een reflecterend oppervlakte, de hoek van inval loodrecht op het oppervlakte ook de hoek is waarmee het licht terugkaatst, en als het oppervlakte ook vlak is dan is de hoek van inval t.o.v. het oppervlakte ook gelijk aan de hoek waarmee het licht wordt gereflecteerd. Berekening van het bovenpaneel Gebruikmakend van de aannames over lichtinval en lengte van het paneel is het mogelijk om te bepalen welke hoek B voor loodrechte terugval zorgt. Z = 180-2B+A 90 = 180-2B+38 B = 64 graden Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 32 Solar Cooking Figuur 27 Grenshoek Boven Met de lengte van het panel op 0,5m en de lengte van de opvangbak op 0,15m volgt dat het licht dat wordt gereflecteerd door het bovenste punt van het paneel al buiten de bak valt: 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡 = 𝑃𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 ∗ cos(𝐵) = 0,5 ∗ cos(64) = 0,219𝑚 De bak is maar 0,15m lang daarmee valt er meer dan een kwart van het gereflecteerde licht niet op de cooker. Dit betekend dat het voor het bovenpaneel niet effectief is om in een hoek groter dan 64 graden te worden afgesteld omdat het licht dan verder van de bak afvalt in plaats van erin. Deze grens geldt alleen als de reflector langer is dan 0,34m (de lengte waarom loodrechte afbuiging nog binnen de bakbreedte van 0,15m valt). Dit wordt gebruikt als bovengrens om de zoektocht naar de optimale hoek te beperken. Een ondergrens is makkelijk te herleiden uit de gebruikte gegevens: Als het zonlicht invalt op 38 graden is het niet nuttig om het paneel lager dan 38 te hebben staan omdat deze dan de bak afschermt van het zonlicht. Vervolg van de bepaling is het opstellen van de geometrie die het licht in de bak gaat bepalen. De horizontale afstand tussen het einde van het reflectorpaneel en de achterwand van de bak is te berekenen via: 𝐻𝑜𝑟𝑖. 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 = 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 ∗ cos(𝐵) De lengte die het licht dan nog extra overbrugt na de afbuiging is afhankelijk van de hoogte van de bak en de hoek van het paneel 𝐻𝑜𝑟𝑖. 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡 = tan(90 + 𝐴 − 2 ∗ 𝐵) ∗ (𝐻𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒 𝑏𝑎𝑘 + 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 ∗ sin(𝐵)) Om vervolgens de optimalisering af te maken geldt dat de lengte overhangen door het paneel minus de lengte overbrugt door het licht gelijk moet zijn aan de lengte van de bak: 𝐻𝑜𝑟𝑖. 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 − 𝐻𝑜𝑟𝑖. 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡 ≤ 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑏𝑜𝑑𝑒𝑚 𝑏𝑎𝑘 Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 33 Solar Cooking Deze regels zijn opgebouwd in Excel om met waardes te kunnen variëren tot de best waarde is gevonden, hierbij zijn waardes gekozen tussen 38 en 64 graden. Met de bodem lengte gekozen als 0,150m volgt dat de optimale hoek op 57 graden t.o.v. horizontale grond is. De werkelijke optimalisatie ligt iets hoger maar bij de realisatie het niet goed mogelijk om de hoek zo precies af te stellen. * Berekening van het onderpaneel Voor het onderpaneel wordt andere geometrie gebruikt maar ook hier is eerst gekeken naar grenzen waarbinnen de gekozen hoek moet vallen. Dit is gedaan door 2 situatie te schetsen en daarvan te bepalen wat de relevantie is. In de eerste situatie is bepaald wat de reflectiehoogte is als het licht valt op een reflectiepaneel dat op 0 graden vlak op de grond ligt. 𝑅𝑒𝑓. ℎ𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒 0 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑒𝑛 = tan(𝐴) ∗ (𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑂. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 + 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑏𝑜𝑑𝑒𝑚) Er volgt dat de hoogte bereikt door licht gereflecteerd op 0 graden boven de bakhoogte uitkomt, waarmee de ondergrens bepaald is. De simpelste bovengrens die te kiezen is weer parallel aan het licht: 38 graden, maar dit geeft een ruim gebied en twee geometrie situaties om mee te werken: Omdat de eerste situatie altijd het gereflecteerde licht op de bak brengt is er niet aan te bepalen welke hoek beter is. De grens tussen de twee situaties geeft een tweede grens die weer bepaald wordt door middel van het afbuigen van licht loodrecht op het absorptieoppervlak: 𝐻𝑜𝑒𝑘 𝑍 = 𝐴 − 𝐵 = 𝐵 Waaruit volgt dat de 1 loodrechthoek 𝐵 = 2 𝐴 dus de hoek is 19 graden. De hoogte wordt gehaald door de reflectie is dan kleiner dan de hoogte van de bak: 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑂. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 ∗ sin(𝐵) = 𝐻𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑙. = 0,5 ∗ sin(19) = 0,163𝑚 𝐻𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒 𝑏𝑎𝑘 = 𝑏𝑜𝑑𝑒𝑚 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 ∗ tan(90 − 𝐴) = 0,150 ∗ tan(52) = 0,192𝑚 Dit betekend ook dat alle hoeken tussen 19 en 38 graden altijd binnen de bak vallen. De grenzen waartussen gevarieerd gaat worden zijn dan 0 en 19 graden. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 34 Solar Cooking De bovenstaande geometrie wordt gebruikt voor het bepalen van de lichtinval op het absorptieoppervlak. We vergelijken de effecten van de paneelhoek op de hoogte van het licht met de hoogte van de absorptiebak: 𝐻𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒 𝑏𝑎𝑘 ≥ 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑂. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 ∗ sin(𝐵) + tan(𝐴 − 2𝐵) ∗ (𝐵𝑟𝑒𝑒𝑑𝑡𝑒 𝑏𝑎𝑘 + cos(𝐵) ∗ 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑂. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 Hieruit volgt, gebruikmakend van de aannames uit dit project, dat de optimale hoek t.o.v. de grond gelijk is aan 17 graden * De zijpanelen hebben de simpelste geometrie, dit omdat de lichtinval loodrecht op het absorptievlak is, waardoor er niet gerekend waardoor de afbuiging makkelijker gaat en daar komt nog bij dat de twee zijpanelen gespiegeld identiek zijn door de lichtinval. Ook hier is begonnen met het bepalen van de grenzen waartussen het optimum gezocht moet worden. De ondergrens wordt bepaald uit de geometrie waarin het licht afgebogen wordt parallel aan het absorptieoppervlak. De hoek B die wordt bepaald is opgesteld t.o.v. de glasplaat waar het licht loodrecht op invalt. Dat is voor alle lengtes van de panelen dezelfde hoek: B = 45 graden Voor alle hoeken B kleiner dan 45 graden geldt dan dat het licht wordt weerkaatst van het vlak af. Dit zou betekenen dat er geen extra licht wordt afgevangen. De boven grens is te relateren aan de invalshoek: 90 graden, een hoek groter dan 90 graden zou het absorptievlak afschermen. De bepaling is de balans die uit deze formule volgt: 𝐶𝑜𝑠(𝐵) ∗ 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑍𝑖𝑗𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 + 𝑏𝑟𝑒𝑒𝑑𝑡𝑒 𝑏𝑎𝑘 ≥ tan(2 ∗ (90 − 𝐵) ∗ sin(𝐵) ∗ 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝑍𝑖𝑗𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 Uit deze vergelijking komt de meest optimale hoek van 66 graden t.o.v. de glasplaat. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 35 Solar Cooking Zonlicht oppervlakte afgevangen door de panelen en de glasplaat is nogmaals een reeks van 3 geometrische berekeningen. Deze bepaling geldt als het oppervlakte wat loodrecht op de zonlichtinval staat wat niet de grond bereikt omdat het is afgebogen naar de absorptiebak Bovenpaneel: De oppervlakte die wordt afgevangen wordt bepaald door middel van gelijkvormigheid. Hiervoor is de lengte van de afgevangen lichtstraal (lichtblauw) berekend en hB. De verhouding is als volgt: 𝑏𝑜𝑡𝐴 𝑂𝑝𝑝 = 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡𝑏𝑙𝑎𝑢𝑤 ℎ𝐵 Waarvoor geldt: 𝑏𝑜𝑡 𝐴 = (sin(90 − 𝐴) ∗ 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 ∗ sin(𝐵)) − 𝐿𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 𝐵. 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑒𝑙 ∗ cos(𝐵) = sin(90 − 𝐴) ∗ ℎ𝐵 − 𝑏𝑜𝑡𝐵 ℎ𝐵 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡𝑏𝑙𝑎𝑢𝑤 = cos(90 − 𝐴) Dan volgt uit de optimale hoek dat het oppervlakte afgevangen door het bovenpaneel: 0,024 m2 Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 36 Solar Cooking Bijlage Don Dijkhuizen Dit ontwerp bestaat uit een piramide die aan de binnenkant zwart van kleur is, de oven. Het uiteinde van de oven heeft allemaal gelijke zijde van 15 cm, daar komt een stuk plexiglas op van 15 cm bij 15cm, zodat de piramide als een oven kan functioneren. Verder worden er 4 gelijke panelen gemaakt met aan de onderkant een breedte van 15 cm, zodat de panelen op de oven geassembleerd kan worden, de breedte aan de boven kan 25 cm en een lengte van 50 cm. De binnenkant van de panelen worden bekleed met aluminium folie. Dit aluminium zorgt ervoor dat het zonlicht wordt geconfigureerd in de oven. Het materiaal waar de oven uit bestaat is van hout met een dikte van maximaal 1cm, de piramide bestaat uit 4 gelijke driehoeken die aan elkaar gelijmd worden. De 4 driehoeken vormen aan het uiteinde een vierkant waar een plaat plexiglas op komt. De panelen worden gemaakt van dun hout of karton en die worden bekleed met plakaluminium. Eventueel is het mogelijk om nog extra gewicht aan de punt van de piramide te monteren om kanteling tegen te gaan, doordat de panelen die aan de oven vast zitten lang zijn en doormiddel van de wind te zwaar wordt. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 37 Solar Cooking Reflectieverslag Voorwoord In dit verslag wordt terug geblikt op de afgelopen periode. In deze periode, zijn we bezig geweest met het project van de solar cooker. Het proces wat doorlopen is om tot het eindresultaat te komen, wordt in dit verslag besproken. Dit rapport is tot stand gekomen met behulp van een aantal mensen. Deze personen wil ik graag bedanken voor hun bijdrage hierin. Naast mijn groepsgenoten wil ik ook DhrSouren en DhrCoblijn bedanken. Zij zijn de personen geweest die ons hebben begeleid tijdens de afgelopen periode. Mede dankzij hun kritisch feedback, is ons resultaat van een goede kwaliteit. De kennis die zij in huis hebben, hebben wij goed kunnen gebruiken voor het uitwerken van dit project. Datum: 15-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 38 Solar Cooking Samenvatting De afgelopen periode hebben we een project uitgevoerd wat ging over het ontwerpen en realiseren van een Solar cooker. Dit project is uitgevoerd op school. Tijdens deze opdracht hebben we gewerkt aan verschillende competenties. Aan het einde van deze periode is terug gereflecteerd op het proces wat we doorlopen hebben. Per competentie is er gekeken naar het proces en de resultaten die daar uit gekomen zijn. Hierbij is gekeken naar wat goed ging en waar nog punten van verbetering zijn. In dit verslag wordt terug gekeken op het totale proces wat tijdens dit project is doorlopen. Hierbij wordt terug gereflecteerd per competentie wat goed ging en wat er beter had gekund. Datum: 16-09-2016 Hbo Werktuigbouwkunde 39 Solar Cooking Inleiding Het reflectieverslag zal per persoon gekeken worden hoe hij het project heeft ervaren. Er wordt op elk persoon een korte beoordeling gegeven door ieder zijn pluspunten en verbeterpunten te vermelden. Deze punten kunnen worden meegenomen in verdere projecten. We beginnen door iedereen een cijfer te geven op inzet, bijdrage en samenwerking oftewel het peer review. Daarna zal iedere student een aantal pluspunten en minpunten bedenken. Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 40 Peer review In het peer review is per persoon bekeken hoe zijn inzet, samenwerking en bijdrage is geweest. Dit is gedaan aan de hand van een excel sheet. Elke student kan een cijfer geven tussen de 1 en de 5 met 5 als hoogst. Ingevuld door: WP 23.1 1 2 3 4 5 6 Inzet 8,0 7,3 8,7 8,0 Mathijs Dirks Don Dijkhuizen Tom Evenblij Roel Daatselaar Schaal 1 t/m 5 (5 is hoogste) Ingevuld door: Samenwerking 7,3 8,0 8,0 7,3 maal 2 Week 8 Mathijs Inzet 1 2 3 4 5 6 Bijdrage 8,7 8,0 8,0 8,7 Bijdrage Mathijs Dirks Don Dijkhuizen Tom Evenblij Roel Daatselaar Samenwerking 4 4 4 4 4 5 4 4 3 Schaal 1 t/m 5 (5 is hoogste) Ingevuld door: Don Inzet 1 2 3 4 5 6 Mathijs Dirks Don Dijkhuizen Tom Evenblij Roel Daatselaar 4 Bijdrage 5 Samenwerking 4 4 4 4 4 4 3 Schaal 1 t/m 5 (5 is hoogste) Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 41 Ingevuld door: Tom Inzet 1 2 3 4 5 6 Mathijs Dirks Don Dijkhuizen Tom Evenblij Roel Daatselaar Schaal 1 t/m 5 (5 is hoogste) Ingevuld door: 1 2 3 4 5 6 Mathijs Dirks Don Dijkhuizen Tom Evenblij Roel Daatselaar Bijdrage 4 4 Samenwerking 4 4 4 5 4 5 4 Roel Inzet 4 3 5 Bijdrage 4 4 4 Samenwerking 3 4 4 Schaal 1 t/m 5 (5 is hoogste) Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 42 Individuele beoordeling 5.1.Mathijs Dirks Don: Pluspunten: Toont inzet Komt met ideeën Goed mee samen te werken Verbeterpunten: Laks Roel: Pluspunten: Veel ideeën Goed met berekenen Verbeterpunten: Blijft lang hangen op één onderwerp Tom: Pluspunten: Flexibel Toont inzet Goed mee samen te werken Verbeterpunten: Meer communiceren 5.2. Don Dijkhuizen Mathijs Pluspunten: Flexibel Werkt goed door Verbeterpunten: Meer in praktijk doen Roel: Snapt veel Veel/goede ideeën Verbeterpunten Op één onderdeel blijven hangen Tom pluspunten Flexibel Werkt vooruit Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 43 Verbeterpunten Meer communiceren 5.3. Roel Daatselaar Mathijs Pluspunten: Veel algemeen begrip Goed inzicht voor concept Volledig in theoretisch werk Verbeterpunt: Beter opmaken van een werkplanning Tom Pluspunten: Willige werker Goed in indivuele taakuitvoer Goed begrip voor analyse Verbeterpunten: Directere communicatie over uitvoer van taken Niet kritisch op informatie verkregen van anderen Don Pluspunten: Goed gebruik van netwerk Veel inzicht in praktijk opbouw Doorwerker tot resultaat Verbeterpunten: Te weinig richtlijnen vasthoudend in realisatie Weinig interesse in eindresultaat 5.4 Tom Evenblij Roel Pluspunten: Werkt hard Altijd bereid om te helpen Bijdrage en inzet is zeer goed Verbeterpunten: Niet te lang blijven hangen in een aspect van het project Don Pluspunten: Is flexibel Altijd bereid om te helpen Toont inzet in welk aspect van het project dan ook Verbeterpunten: Soms iets uitgebreider een opdracht uitwerken Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 44 Mathijs Pluspunten: Werkt hard Is goed om mee samen te werken Bijdrage is goed Verbeterpunten: Beter plannen Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 45 Zelf reflectie 6.1 Zelfreflectie Mathijs Dirks Ik zal een kort verhaaltje vertellen over hoe ik het project heb ervaren. Ik zal beginnen met de opdracht zelf. Daarna vertel ik hoe de samenwerking is verlopen en tot slot mijn eigen inzet. Samenwerking: De samenwerking tussen mijn projectgenoten ging prima. We hadden aan het begin een taakverdeling gemaakt en ik was gekozen tot voorzitter. Naar mijn mening heb ik deze taak goed uitgevoerd. Er was een taakverdeling gemaakt dus iedereen wist wat hij moest doen en iedereen heeft dit ook op tijd gedaan. We zijn niet tegen grote problemen aangelopen en alles ging een beetje vanzelf. Wat voor de volgende keer beter kan: Dat ik wat eerder aan de bel trek. Sommige onderdelen van het project zijn wat naar achter geschoven. Eigeninzet: Mijn eigen inzet geef ik een 7,5. In het begin heb ik niet veel inzet getoond. Pas na een week ben ik begonnen om echt aan het project te werken. De opdracht: Ik vond de opdracht leuk, het is een goede manier om het jaar te beginnen. De opdracht was snel duidelijk. We hadden wel pas na 2 weken een definitief concept, omdat we niet tevreden waren met het eerste concept. De volgende keer zullen we sneller de knoop moeten doorhakken. 6.2 Zelfreflectie Don Dijkhuizen Samenwerking: De samenwerking verliep soepel, we werkte goed samen en hebben de taken goed verdeeld. Iedereen heeft zich aan de planning gehouden, maar de deadlines waren niet elke keer gehaald. De deadlines waren niet gehaald, omdat we ons eindconcept hebben veranderd in de 2de week. Eigeninzet: Mijn inzet geef ik een 6, omdat ik niet heel veel gedaan heb aan het verslag en mezelf meer op de realisatie gericht. De opdracht: De opdracht was leuk om te doen, omdat ik niet vaker heb nagedacht over het gebruik maken van de zon iets te verwarmen. Het was ook goed dat we uit simpele en goedkope materialen gebruik konden maken. Er was wel onduidelijkheid over wat we konden gebruiken, bijvoorbeeld verf of we dat zelf moesten kopen of de school dat geregeld had. Verder was het een goede opdracht. 6.3 Zelfreflectie Roel Daatselaar Opdeling van de reflectie in 3 delen: De opdracht, De projectgroep, Individuele bijdrage De opdracht gaf aan dat het een kort, snel en simpel ontwerp moest worden. De opdracht wijst niet op de mogelijke plaatsen waar berekeningen of bepalingen gedaan moeten worden, waardoor de meeste projectgroepen in mijn ogen dat deel ook grotendeels achterwege hebben gelaten. Hiermee worden de getrokken conclusies een stuk minder betrouwbaar en herhaalbaar. De Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 46 opdrachtsplanning was goed: het laat geen ruimte om te vertragen en de concepten daarmee ook goed te beoordelen op realisatiewaarde. De samenwerking met de projectgroep was anders dan in de eerste 2 opdrachten in de propedeuse. Het groepje was klein en het project niet groot waardoor het delen van de taken niet echt nodig was. Er is voor de vorm wel een indeling gemaakt maar er is niet echt vergaderd. De communicatie was over het algemeen voldoende om voor ieder lid te weten waar iedereen aan werkte. Persoonlijk heb ik me gestort op het bepalen en optimaliseren van de reflectorpaneelhoeken die het licht moesten afbuigen op het opwarmingsbakje. Deze optimalisatie heeft veel tijd gekost maar is wel redelijk goed meegenomen in de opbouw van het testmodel. In samenwerking met andere groepsleden was het mogelijk om te sparren over de theorie achter het model. 6.4 Zelfreflectie Tom Evenblij Ik vond het een leuk project om het schooljaar mee te beginnen. De snelheid waarmee het project ging vind ik een stuk fijner dan een project dat een half jaar duurt. Het was ook voor een groot deel praktisch wat mij zeker aanspreekt. De samenwerking in ons projectgroep vond ik uitstekend verlopen. De communicatie was over het algemeen wel goed. We hadden duidelijk aan het begin afgesproken wie voor wat verantwoordelijk was, maar niemand was ook te min om de taak van de ander op zich te nemen, wat een goede en makkelijke sfeer geeft om in te werken. Een verbeterpunt is wel dat we urgente onderdelen van het project eerst doen. Over mijn eigen inzet ben ik zeker tevreden. Ik ben hoofdzakelijk bezig geweest met het ontwerp, het realiseren en het simulink model. Aan de hand van het simulink model heb ik ook zeker een aantal nieuwe dingen geleerd. Wel moet ik in het vervolg misschien iets vaker communiceren over wat ik doe en waar ik sta op dat moment. Leertaak 1 Testrapport 16-4-2016 47
