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Les Panneaux Solaires
Problématique : Concevoir un système permettant d’optimiser l’utilisation de
panneaux solaires
Réalisé par:
Romain LAHALLE
Romain FAUROUX
Adrian TCHORDJALLIAN
Adrien SCHOLZEN
Introduction
• Travail en groupe
• Travail limité sur 16 semaines
• Réalisation Solidworks
• Réalisation d’un projet par le biais :– D’une recherche de solution– D’une étude théorique
Plan
• I/Fonctionnement d’un panneau solaire
• II/L’étude du besoin
• III/Solutions trouvées
• IV/Cahier des charges fonctionnel
• V/L’étude du soleil
• VI/Calculs
I/1) TP panneau solaire
But de ce TP:
Analyser le temps de chargement d’une batterie suivant la surface de panneau exposé.
2) Types de cellules photovoltaïques
– Cellules mono-cristallines
– Cellules poly-cristallines
– Cellules amorphes
3) Composition des cellules :
• Deux plaques formant deux couches :
– La couche supérieure composée d’un grand nombre d’électrons
– La couche inférieure composée de peu d’électrons
4) Production d’un courant électrique
Le courant électrique, c’est un mouvement de charges électriques.
Création d’un champ électromagnétique entre les deux couches.
Mobilité des électrons due à la lumière.
Création d’un courant électrique à cause de la différence de potentiel.
Plus les cellules sont éclairées plus les électrons sont mobiles et créent du courant
5) Importance de l’inclinaison du panneau solaire
Irradiation : émission de rayons (notamment lumineux) d'un corps ou une propagation par rayonnement.
L'intensité délivrée par une cellule dépend directement de l'irradiation solaire.
II/ La bête à cornes
-A qui (quoi) rend-il service ?
-Sur qui (quoi) agit-il ?
-Dans quel but ?
Avantages Inconvénients
Solution 1 : la rotule Précision
Tous les mouvements possibles
Programmation avec capteurs contraignante
Construction contraignante
Coût inconnu
Consommation d'énergie trop importante
III/ Solutions trouvées
Avantages Inconvénients
Solution 2 : les vérins électriques
Précision satisfaisante
Programmation simple
Construction simple
Consommation d'énergie peu importante
Coût trop élevé
Avantages Inconvénients
Solution 3 : les miroirs: parabole
Précision satisfaisante
Consommation d'énergie peu importante
Récupère beaucoup d'énergie
Coût intéressant
Programmation contraignante
Construction contraignante
Avantages Inconvénients
Solution 4 : la came Programmation très simple
Construction simple
Consommation d'énergie peu importante
Coût intéressant
Précision faible
Avantages Inconvénients
Solution 5 : la bielle manivelle
Programmation très simple
Construction simple
Consommation d'énergie peu importante
Coût intéressant
Précision moyenne
IV/1) Le diagramme pieuvre
FP1: Trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil.
FP2 : Fonctionner sans intervention humaine.
FC1: S’intégrer un minimum au décor.
FC2 : Résister aux intempéries.
FC3 : Être le moins cher possible.
FC4 : Fonctionner sur surfaces planes.
Fonctions Critères Niveau flexibilité
FP1 Exposition 0
FP2 Autonomie 100% 0
FC1 Esthétique 1
FC2 Protection 1
FC3 Prix 130€ 1 (+ ou – 20€)
FC4 Surface 180° 0
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
FP1: trouver la position idéale pour une expositionmaximale au soleilsoleil
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
FP1: trouver la position idéale pour une expositionmaximale au soleilsoleil
FT11: récupérer l'énergie
FT12: Alimenter
FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécaniqueFT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
FP1: trouver la position idéale pour une expositionmaximale au soleilsoleil
FT11: récupérer l'énergie
FT12: Alimenter
FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécaniqueFT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique
panneau solaire + batterie
batterie
moteur pas a pas
système bielle-manivelle
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
FP1: trouver la position idéale pour une expositionmaximale au soleilsoleil
FP2: fonctionner sans intervention humaine
FT11: récupérer l'énergie
FT12: Alimenter
FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécaniqueFT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique
panneau solaire + batterie
batterie
moteur pas a pas
système bielle-manivelle
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
FP1: trouver la position idéale pour une expositionmaximale au soleilsoleil
FP2: fonctionner sans intervention humaine
FT11: récupérer l'énergie
FT12: Alimenter
FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécaniqueFT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique
FT21: gérer le système
FT22: organiser avec un programme
panneau solaire + batterie
batterie
moteur pas a pas
système bielle-manivelle
2) FAST de notre systèmeFG: optimiser l'efficacité du panneaux solaire
FP1: trouver la position idéale pour une expositionmaximale au soleilsoleil
FP2: fonctionner sans intervention humaine
FT11: récupérer l'énergie
FT12: Alimenter
FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécaniqueFT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique
FT21: gérer le système
FT22: organiser avec un programme
panneau solaire + batterie
batterie
moteur pas a pas
système bielle-manivelle
microcontrôleur
PIC BASIC
3) Chaîne d’énergie et d’information
V/L’étude du soleil
Les résultats obtenus à partir de ces informations sont :
-un lever du soleil à 7h00 du matin
-un coucher du soleil à 19h00 de l’après-midi
-une durée d’éclairement de 12h
Nous avons donc deux cycles de 12h :
-un le jour
-un la nuit
VI/Calculs
Schéma de notre système bielle-manivelle:
Équation obtenue suite au schéma:
Équation de l’espace:
Relation de sinus:
En prenant – 45° par rapport à l'horizontale comme 0° du système et en donnant une amplitude de 90° au système on obtient une équation qui se simplifie et qui donne des rapports de longueur faciles à exploiter.
En prenant – 45° par rapport à l'horizontale comme 0° du système et en donnant une amplitude de 90° au système on obtient une équation qui se simplifie et qui donne des rapports de longueur faciles à exploiter.
En prenant – 45° par rapport à l'horizontale comme 0° du système et en donnant une amplitude de 90° au système on obtient une équation qui se simplifie et qui donne des rapports de longueur faciles à exploiter.
Choix Moteur 200 pas
Choix Moteur 200 pas
Deux Cycles : -Diurne : 12 H
-Nocturne : 12H
1h -> 3600sec12h->12x3600=43200sec1journée-> 2cycles1 cycle ->100 pas1pas->43200/100=432sec1pas->7,2 minutes
Choix Moteur 200 pas
Deux Cycles : -Diurne : 12 H
-Nocturne : 12H
Au final, suite aux calculs, nous avons:
-un sens obligatoire d'utilisation
Au final, suite aux calculs, nous avons:
-un sens obligatoire d'utilisation
-des longueurs qui doivent répondre au rapport ci-dessus
Au final, suite aux calculs, nous avons:
-un sens obligatoire d'utilisation
-des longueurs qui doivent répondre au rapport ci-dessus
-un moteur de 200 pas qui tournera a raison de 1 pas pour 7,2minutes
Au final, suite aux calculs, nous avons:
-un sens obligatoire d'utilisation
-des longueurs qui doivent répondre au rapport ci-dessus
-un moteur de 200 pas qui tournera a raison de 1 pas pour 7,2minutes
-un angle initial de -45° par rapport à l'horizontale et un final de 45° avec une amplitude de 90°
Au final, suite aux calculs, nous avons:
-un sens obligatoire d'utilisation
-des longueurs qui doivent répondre au rapport ci-dessus
-un moteur de 200 pas qui tournera a raison de 1 pas pour 7,2minutes
-un angle initial de -45° par rapport à l'horizontale et un final de 45° avec une amplitude de 90°
-un système de vis est mis en place pour changer en fonction des saisons
Conclusion:
Objectif problématique réussi : système bielle-manivelle
Prochain objectif : réaliser une maquette réelle de notre système
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