Bac 2012 génie électroniqueEquipe pédagogique de Lorgues Electronique : Gérald MARCELLIN

Serge SIOT-TAILLEFERJean-Louis TAYANFlorence ZOUAOUIPascal JEAN

Physique appliquée : Gilles MONDON

Construction mécanique : David BERNYLionel CADIERES

Panneau solaire automatisé

Mise en situation

Charger la batterie auxiliaire d’un camping-car pendant la journée.

Énergie électrique brute

Régulateur de charge

Énergie régulée

Énergie solaire

Batterie auxiliaire Consommateurs

Énergie stockée et contrôlée

Energie renouvelable et inépuisable

L’énergie reçue dépend de:•l’intensité émise par le soleil•la couverture nuageuse•la latitude•la saison•l’heure.

1 kW/ m² maximum.

Pour un camping-car, l’énergie solaire permet de recharger la batterie:•gratuitement•écologiquement •sans la nécessité de la connexion au réseau EDF.

L’énergie solaire

NP1

3

45

Photons

V

2

La cellule photovoltaïque1. couche de semi-conducteur dopé P2. couche fine de semi-conducteur dopé N.

jonction PN = diode3. plaque métallique servant d’électrode4. grille métallique servant d’électrode5. plaque de verre de protection anti-reflet

déplacement d’un électron

photon

courant électrique

tension de 0,6V

Les panneaux solaires

Le panneau solaire = plusieurs cellulesAssociation série tensions de valeur plus élevée (36 cellules 20V à vide)Association parallèle un courant plus élevé.

Source de tension

Source de courant

Les panneaux solaires

=30° =90°

Rendement=50% Rendement=100%

Suivre le soleil…

La course du soleilLa trajectoire du soleil

Angles exprimés en degrés:•Déclinaison, hauteur ou élévation•Azimut

Modes de fonctionnement

Toutes les heures (mode automatique)…

•Le panneau se positionne sur l’élévation et l’azimut calculés en fonction de la date, l’heure et la latitude.

•Le soir, le panneau se plie si le soleil est couché.

•Le matin, le panneau se déplie si le soleil est levé.

Recherche (nouvelle installation)

•Le panneau se positionne sur l’élévation calculée en fonction de la date, l’heure et la latitude.

•Le panneau recherche automatiquement l’azimut qui donne le courant maximal en faisant une rotation de 360°

•L’utilisateur peut corriger la position à l’aide du clavier (mode manuel)

Initialisation

•L’utilisateur renseigne l’heure, la date et la latitude

Panneau solaire

automatisé

Temps

Niveau de charge

Batterie

Régulateur de charge

Informations visuelles et sonores

Diagramme sagittal

Energie électrique maximale

Utilisateur

Paramètres locaux:Latitude, heure, date…

Soleil en mouvement

Energie solaire

Panneau solaire

automatisé

Services et confort

Accessoires électriques

Energie solaire

Détermination de la position optimale

FP3

Détermination de la position optimale

FP3

Consigne de position

Ordre de repli

Conversion de l’énergie

FP1

Conversion de l’énergie

FP1

Energie électrique

Régulateur de charge*

Modification de la position

FP4

Modification de la position

FP4

Azimut et élévation du panneau

Courantproduit

Mesure du courant produit

FP2

Mesure du courant produit

FP2

COURANT

Infos visuelles

Affichage

FP7

Affichage

FP7

Temps

Heure, date, latitude

Horloge et position géographique

FP6

Horloge et position géographique

FP6

Acquisition des paramètres

FP5

Acquisition des paramètres

FP5

Appui sur les touches du clavier

Paramètres locaux

MatérielMatériel

LogicielLogiciel

MixteMixte

Légende

Stockage de l’énergie

Energie régulée

Schéma fonctionnel

Carte Commande

Filtrage

Afficheur LCD Afficheurs 7 segments

Horloge temps réel bus I2C

ATmega32

Clavier matriciel

Carte moteur

L298 Amplification de puissance

Protection contre les surintensités

Codeurs des moteurs

Mesure du courant panneau

Motoréducteur CC 1/30

Codeur 100 impulsions /tours

Réduction 1/100

Partie mécanique

Régulateur de charge

Courant panneau Courant consommé

Tensionbatterie

Vboost 14,4V

Vfloat 13,8VCourant

Tension

0%

50%

80%

100%

Etat de charge

•Charger la batterie plomb-gel le plus efficacement et rapidement possible pendant la journée

•Protéger la batterie, les consommateurs et le panneau.

Carte régulateur

ATmega168

Commutation du panneau

Commutation des consommateurs

Affichage leds

Affichage LCD

Carte régulateur

fin…