les panneaux solaires problématique : concevoir un système permettant doptimiser lutilisation de...

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


Solution 2 : les vérins électriques

Précision satisfaisante

Programmation simple

Construction simple

Consommation d'énergie peu importante

Coût trop élevé


Solution 3 : les miroirs: parabole

Précision satisfaisante


Récupère beaucoup d'énergie

Coût intéressant

Programmation contraignante

Construction contraignante


Solution 4 : la came Programmation très simple

Construction simple


Coût intéressant

Précision faible


Solution 5 : la bielle manivelle

Programmation très simple

Construction simple


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


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




FT12: Alimenter


panneau solaire + batterie

batterie

moteur pas a pas

système bielle-manivelle



FP2: fonctionner sans intervention humaine


FT12: Alimenter



batterie

moteur pas a pas






FT12: Alimenter


FT21: gérer le système

FT22: organiser avec un programme


batterie

moteur pas a pas






FT12: Alimenter


FT21: gérer le système

FT22: organiser avec un programme


batterie

moteur pas a pas


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.

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


Deux Cycles : -Diurne : 12 H

-Nocturne : 12H

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 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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