TP3 Borne autonome - lycee-ferry-versailles.fr:8081 · [email protected] - Éclairage autonome. 1ère STI2D BORNE D'ÉCLAIRAGE AUTONOME TP3 TP3 Borne autonome.docx Lycée

SciencesetTechnologiesdel’IndustrieetduDéveloppementDurable

ENERGIEETENVIRONNEMENT

CI1:Typologiedessystèmesénergétiques. TP3 1ère

TP3Borneautonome.docx LycéeJulesFerry–Versailles 1/7

BORNED'ÉCLAIRAGEAUTONOMEBAÏA

INSTRUCTIONSPERMANENTESDESÉCURITÉ

1. Avanttoutemisesoustension, leprofesseurvérifie lemontageetcontrôlelecalibragedesappareilsdemesure.

2. La mise sous tension et hors tension du poste (consignation,déconsignation)esteffectuéeenprésenceduprofesseur.

3. Toute intervention nécessitant l’ouverture d’un circuit électrique(installationd’unappareil)esteffectuéehorstension.

4. Pendantlaphaseouleposteestsoustension,l’élèvetravaillesansmodifierlecâblageducircuit(relevésdemesures…).

5. En cas de problèmes sur un poste de travail voisin, vous devez impérativement couperl’alimentationduposteenactivantleboutond’arrêtd’urgenceleplusproche.

C’ESTLEPROFESSEURQUIDONNE,APRÈSAVOIRPROCÉDÉÀLACONSIGNATIONDUPOSTE,

L’AUTORISATIONDEDÉMONTAGE

1èreSTI2D BORNED'ÉCLAIRAGEAUTONOME TP3


1. Introduction

Lesoleilestdirectementouindirectementàl'originedelaplupartdesénergiesrenouvelables.L'énergieproduiteestabondanteetbeaucoupplusimportantequecequenouspouvonsconsommer.

Lahauteatmosphèreterrestrereçoituneirradiance(puissanced'unrayonnementlumineux)d'environ1300W/m2.Environuntiersdecettepuissanceestréfléchiedansl'espace,unepartieestabsorbéeparl'atmosphèreetlereste,1000W/m2partempsdégagé,parvientausol.

En faisant une moyenne de l'énergie reçue à la surface de la France, chaque mètre carré reçoitannuellementuneénergieéquivalenteà100litresdepétrole,ouencore1000kWh.

2. Présentationdelaborned'éclairage

LaborneautonomeBaïaestutiliséepourdesapplicationsd'éclairagesextérieurs.Elleutilise l'énergiesolairepourfonctionneretnenécessitepasderaccordementàunréseauélectrique.

Exemplesd'applications:

-Cheminspiétonniers.-Parcs.-Parkings.-Entréesd'immeuble.-Pistescyclables.-Campings.-Pontons.-Quais.

Rayonnement du soleil

Constante solaire : 1367 W/m2

Réflexion sur les nuages

Rayonnementdiffus

Absorptionà travers l'atmosphère

Réflexion au sol Rayonnement direct

Dispersion à travers l'atmosphère

Atmosphère

2

Temporisation 20 sec.

Crépuscule Aube

Puissance éclairage

Détection

100%

2% Temps

Détection de présence + Veillle

CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUESStructure

o Tête d’éclairage et capot avec détecteurs de présence en fonderie d’aluminium (5 mm).o Vasque en polycarbonate traitée anti-UV.o Dissipateur thermique intégré à la fonderie d’aluminium.o Corps en profi lé d’aluminium (4mm).o Tenue mécanique de l’ensemble : IK10.o Livrée précâblé avec connecteurs rapides étanches.o RAL standard : Noir 2100 sablé (RAL au choix en option).o Platine de fi xation en aluminium : entre axe 200*200mm.o Visserie inox.

Tête d’éclairage

o 10 LED alimentés en 105 ou 175mA.o Optiques en PMMA intégrées.o IP66 – IK10.o Puissance nominale : 4 ou 7W.o Intensité lumineuse source : 550 à 750 lumens.o Température de couleur standard : 4000°K (disponible en 3000°K).o Durée de vie : > 70 000 h(2) de fonctionnement.o Hauteur de feu standard : 1m.

Fonctionnement

o Détection crépusculaire (allumage et extinction automatique).o Détection de présence (2 détecteurs) : champ de détection environ 10m.o Mode veille intégré. o Possibilité de gestion de la consommation en fonction de l’état de charge de la batterie.

Production d’énergie

o Panneaux solaires : 2*14Wc (un panneau sur chaque face de la borne).o Technologie Back-Contact.o Rendement 22%.o Parfaitement intégré au corps de la borne.o Protection mécanique intégrée au panneau (IK10).

Stockage d’énergie

o Batterie 24V- plomb Gel Étanche Sans Entretien 13.2Ah.- Lithium 15Ah.

o Batterie située dans le corps de la borne.o Durée de vie : 5 ans en Plomb(2)/ 20 ans en Lithium(2).o Recyclage : batterie récupérée par NOVEA ENERGIES en fi n de vie et

transférée dans la fi lière de recyclage (95% du poids est valorisé).

Dimensions

o Hauteur : 0,955m.o Largeur : 0,25m.o Profondeur : 0,13m.o Poids : 25kg.

EXEMPLE DE FONCTIONNEMENT

NIVEAU D’ÉCLAIREMENTCourbes isolux pour 2 Baïa S 7W (hauteur de feu : 1 m)

Détecteursde présence

Surface Interdist. E.moyen(Lux)

E.max(Lux)

E.mini(Lux)

EminEmoy

5 m x 1,4m 5 m 23 51 8,7 0,387 m x 1,4 m 7 m 17 51 2,02 0,1218 m x 1,4m 8 m 15 51 1,02 0,07

10 m x 1,4 m 10 m 12 51 0,29 0,0255 m x 2,0 m 5 m 18 52 4,77 0,2588 m x 2,0 m 8 m 12 51 1,05 0,0915 m x 2,5 m 5 m 16 52 2,88 0,1858 m x 2,5 m 8 m 9,84 51 1.01 0,103

252

1016

270

200

1016

140

Détecteursde présence

ZONE DE DÉTECTION

La détection de présence offre :o des économies d’énergie importantes,o une diminution de la pollution lumineuse,o une fonction sécurisante au site,o un confort à toute heure de la nuit,o un allongement de la durée de vie des LED.

4/5m

6/10m

1,40 m

0,00 m5,00 m0,00 m

5020

2020

4040

30

30

30

10

2020

20

3030

30

4040

40

Novéa Energies - 3 rue Fourier - 49070 BEAUCOUZÉ - FRANCETél : +33 (0)2 41 36 53 98 - Fax : +33 (0)2 41 36 53 [email protected] - www.novea-energies.com

Écla

irage

aut

onom

e



Fonctionnement:-Détectioncrépusculaire(allumageetextinctionautomatiquedel'éclairage).-Détectiondeprésence(2détecteurs)-Modeveilleintégré.-AdaptationAutomatiquedelaconsommationenfonctionduniveaudelabatterie.

3. Diagrammedecasd'utilisation

4. Schémafonctionnel

Chemin piétonnier

Borne autonome

ÉclairerChemin piètonnier

Stockerl'énergie

Usagers

Énergie solaire

Panneau solaire 1

+

(4)

(5)

-

Panneau solaire 2

+

(7)

(8)

-

(6)

Carte électronique de régulation et de gestion

Leds d'éclairage

+

(11)

(10)-

(9)

Batterie

+

(3)

(2)

-

(1)

12 V13,2 Ah



5. Caractéristiquestechniques

Têted'éclairage10Leds:-Puissancenominale:7W.-Intensitélumineuse:550à750lumens.-Duréedevie≥70000heuresdefonctionnement.

Panneauxsolaires:-Présenced'unpanneausolairesurchaquefacedelaborne.-Tensiondesortie:16V.-Puissanced'unpanneau:14Wc.

Batterie:-Batterieplombgelétanchesansentretien.-Tensionnominale:12V.-Capacité:13,2Ah.-Duréedevie5ans.

6. Boitierderaccordement:

ATTENTION:REMARQUESIMPORTANTES

-Nejamaisrelierdirectementlesbornes-aveclesbornes+(risquesdecourt-circuit).-NepaslaisserlecommutateurCOM.ZIGBEEenpermanencesurON.

A(2) (3)(1)

-

V

BATTERIE

A(4) (5)

(6)

-

V

PANNEAUX SOLAIRES

A(7) (8)

A(10) (11)(9)

-

V

ÉCLAIRAGE

+

+

+

+Ne pas relier

FUSIBLE 2 A

COM. ZIGBEE

ENERGIES

ON

OFFNe pas laisser

en permanence sur ON

Ne pas relier

Ne pas relier

Fusible



7. Préparationdesmesures

Lasourcelumineuseutiliséepourlesmesuresestunprojecteurhalogèneéquipéd'unvariateur.Ildoitêtreplacéenfacedupanneausolairesituéàl'arrièredelaborneetcentrésurcelui-ci.

ATTENTION:PRÉCAUTIONSÀPRENDRE

-Nejamaistoucherlavitreduprojecteurhalogène(surfacetrèschaude).-Maintenirunedistanceminimaleentreleprojecteuretlesautresobjets.-Éteindreleprojecteurlorsqu'iln'estpasutilisé.

Distanceentreleprojecteuretlepanneausolaire:Ladistanceàrespecterdoitpermettred'avoiruneirradiancede500W/m2aucentredupanneausolaire(pointdemesuredelalumière)lorsqueleprojecteurestàpleinepuissance.Cettedistancedoitêtrefixeetidentiquepourtouteslesmesures.

Mesuredel'irradiance(puissanced'unrayonnementlumineux):Lamesuredel'irradiancedoitsefaireaucentredupanneausolaireàl'aided'unsolarimètre.

Questionn°1:Après avoir vérifier, en présence du Professeur, la consignation du poste, installer le matériel poureffectuerlesdifférentesmesures.

STOP FAIREVÉRIFIERPARLEPROFESSEUR

Questionn°2:-Fixer, en présence du Professeur, la distance entre le projecteur et le panneau solaire pour uneirradiancede500W/m2.

-FaireconsignerleposteparleProfesseur.

Panneau solaire 2(face arrière)

Projecteur halogène(source lumineuse)

ATTENTIONNe pas toucher la vitre du projecteur

Distance fixe à respecterPoint demesure dela lumière

Solarimètre



8. Caractéristiquesdupanneausolaire

On souhaite tracer, à l'aide du logiciel Excel, les caractéristiques de la tension et de la puissance dupanneausolairesituéàl'arrièredelaborneenfonctionducourantqu'ilfourni.Le réglage du courant se fait avec un rhéostat de 900 Ω (résistance variable). Les mesures sonteffectuéespouruneirradiancede500W/m2.

Schémademontage(àcomplétersurledocumentréponse):

Tableauxdemesure(àcomplétersurledocumentréponse):

I(mA) 0 …

U(V) … 0

Questionn°3:Compléterleschémademontagefournisurledocumentréponseenrajoutantlesappareilsdemesurepermettantdemesurerlatensionauxbornesdupanneausolaireetlecourantfourniparcelui-ci.


Questionn°4:Aprèsavoirvérifier,enprésenceduprofesseur, laconsignationduposte,réaliser lemontageaveclesappareilsdemesure.Nepasraccorderlemontageausystème.


Questionn°5:-Raccorder,enprésenceduprofesseur,lemontageausystème.-Effectuer,enprésenceduprofesseur,lamesuredelatensionàvideauxbornesdupanneausolaire.-Compléterensuiteletableaudemesurefournisurledocumentréponse.-FaireconsignerleposteparleProfesseur.

Questionn°6:-Reportervotretableaudemesuresur le logicielExcelenprévoyantunecolonnepour lecalculde lapuissanceenWatt(W).

-Tracer, à l'aide du logiciel, les caractéristiques U = f(I) (tension en fonction du courant) et P = f(I)(puissanceenfonctionducourant).

-Imprimerlescourbesobtenuesaprèsaccordduprofesseur.

(7)

(6)

+

-

Rhéostat900 Ω

Solarimètre

Panneausolaire 2 U

I



Questionn°7:

-Donner, à partir de vos mesures, la puissance maximale fournie par le panneau solaire pour uneirradiancede500W/m2.

-Comparerlavaleurobtenueaveclapuissancedonnéeparleconstructeur.-Expliquerladifférenceentrelesdeuxvaleurs.

9. Rendementdupanneausolaire

Onsouhaitedéterminerlerendementmaximumdupanneausolaireàpartirdesmesuresprécédentes(irradiancede500W/m2).

Questionn°8:-Déterminerlasurfaceutiledupanneausolaireenm2.-Déterminer l'équivalent de la puissancemaximale fournie par le panneau solaire enW/m2 lors desmesuresprécédentes.

Questionn°9:-Compléter le graphique fourni sur le document réponse en indiquant les puissances d'entrée et desortiedusystème.

-IndiquersurlegraphiquelesvaleursmaximalesobtenueslorsdesmesuresprécédentesenW/m2.

Questionn°10:-Déterminer le rendement maximum du panneau solaire dans les conditions de fonctionnementétudiées.

-Commenterlerésultatobtenu.

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