Les Panneaux Solaires Problématique : Concevoir un système permettant d’optimiser l’utilisation de panneaux solaires Réalisé par: Romain LAHALLE Romain.

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1 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

2 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

3 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

4 I/1) TP panneau solaire But de ce TP:
Analyser le temps de chargement d’une batterie suivant la surface de panneau exposé.

5 2) Types de cellules photovoltaïques
Cellules mono-cristallines Cellules poly-cristallines Cellules amorphes

6 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

7 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

8 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.

9 II/ La bête à cornes -Sur qui (quoi) agit-il ? -Dans quel but ?
-A qui (quoi) rend-il service ? -Sur qui (quoi) agit-il ? -Dans quel but ?

10 III/ Solutions trouvées
Avantages Inconvénients Solution 1 : la rotule Précision Tous les mouvements possibles Programmation avec capteurs contraignante Construction contraignante Coût inconnu Consommation d'énergie trop importante

11 Avantages Inconvénients Solution 2 : les vérins électriques Précision satisfaisante Programmation simple Construction simple Consommation d'énergie peu importante Coût trop élevé

12 Avantages Inconvénients Solution 3 : les miroirs: parabole Précision satisfaisante Consommation d'énergie peu importante Récupère beaucoup d'énergie Coût intéressant Programmation contraignante Construction contraignante

13 Avantages Inconvénients Solution 4 : la came Programmation très simple Construction simple Consommation d'énergie peu importante Coût intéressant  Précision faible

14 Avantages Inconvénients Solution 5 : la bielle manivelle Programmation très simple Construction simple  Consommation d'énergie peu importante Coût intéressant  Précision moyenne 

15 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.

16 Fonctions Critères Niveau flexibilité FP1 Exposition FP2 Autonomie 100% FC1 Esthétique 1 FC2 Protection FC3 Prix 130€ 1 (+ ou – 20€) FC4 Surface 180°

17 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire

18 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire FP1: trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil soleil

19 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire FP1: trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil soleil FT11: récupérer l'énergie FT12: Alimenter FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique

20 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire FP1: trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil soleil FT11: récupérer l'énergie panneau solaire + batterie FT12: Alimenter batterie FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique moteur pas a pas FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique système bielle-manivelle

21 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire FP1: trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil soleil FT11: récupérer l'énergie panneau solaire + batterie FT12: Alimenter batterie FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique moteur pas a pas FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique système bielle-manivelle FP2: fonctionner sans intervention humaine

22 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire FP1: trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil soleil FT11: récupérer l'énergie panneau solaire + batterie FT12: Alimenter batterie FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique moteur pas a pas FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique système bielle-manivelle FP2: fonctionner sans intervention humaine FT21: gérer le système FT22: organiser avec un programme

23 2) FAST de notre système FG: optimiser l'efficacité
du panneaux solaire FP1: trouver la position idéale pour une exposition maximale au soleil soleil FT11: récupérer l'énergie panneau solaire + batterie FT12: Alimenter batterie FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique moteur pas a pas FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique système bielle-manivelle FP2: fonctionner sans intervention humaine FT21: gérer le système microcontrôleur FT22: organiser avec un programme PIC BASIC

24 3) Chaîne d’énergie et d’information

25 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

26 VI/Calculs Schéma de notre système bielle-manivelle:

27 Équation obtenue suite au schéma:

28 Équation de l’espace:

29 Relation de sinus:

30 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.

31 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.

32 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.

33 Choix Moteur 200 pas

34 Deux Cycles : -Diurne : 12 H -Nocturne : 12H
Choix Moteur 200 pas Deux Cycles : -Diurne : 12 H -Nocturne : 12H

35 Deux Cycles : -Diurne : 12 H -Nocturne : 12H
Choix Moteur 200 pas Deux Cycles : -Diurne : 12 H -Nocturne : 12H 1h -> 3600sec 12h->12x3600=43200sec 1journée-> 2cycles 1 cycle ->100 pas 1pas->43200/100=432sec 1pas->7,2 minutes

36 Au final, suite aux calculs, nous avons:
-un sens obligatoire d'utilisation

37 -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

38 -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

39 -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   -un angle initial de -45° par rapport à l'horizontale et un final de 45° avec une amplitude de 90°

40 -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   -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

41 Conclusion: Objectif problématique réussi : système bielle-manivelle
Prochain objectif : réaliser une maquette réelle de notre système