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Les Panneaux Solaires Problématique : Concevoir un système permettant doptimiser lutilisation de panneaux solaires Réalisé par: Romain LAHALLE Romain FAUROUX.

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1 Les Panneaux Solaires Problématique : Concevoir un système permettant doptimiser lutilisation 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 dun projet par le biais : –Dune recherche de solution –Dune étude théorique

3 Plan I/Fonctionnement dun panneau solaire II/Létude du besoin III/Solutions trouvées IV/Cahier des charges fonctionnel V/Létude du soleil VI/Calculs

4 I/1) TP panneau solaire But de ce TP: Analyser le temps de chargement dune 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 dun grand nombre délectrons –La couche inférieure composée de peu délectrons

7 4) Production dun courant électrique Le courant électrique, cest un mouvement de charges électriques. Création dun champ électromagnétique entre les deux couches. Mobilité des électrons due à la lumière. Création dun 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 linclinaison 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 -A qui (quoi) rend-il service ? -Sur qui (quoi) agit-il ? -Dans quel but ?

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

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

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

13 AvantagesInconvénients Solution 4 : la cameProgrammation très simple Construction simple Consommation d'énergie peu importante Coût intéressant Précision faible

14 AvantagesInconvénients 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: Sintégrer un minimum au décor. FC2 : Résister aux intempéries. FC3 : Être le moins cher possible. FC4 : Fonctionner sur surfaces planes.

16 FonctionsCritèresNiveauflexibilité FP1Exposition0 FP2Autonomie100%0 FC1Esthétique1 FC2Protection1 FC3Prix1301 (+ ou – 20) FC4Surface180°0

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 FT12: Alimenter FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique panneau solaire + batterie batterie moteur pas a pas 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 FP2: fonctionner sans intervention humaine FT11: récupérer l'énergie FT12: Alimenter FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique FT14: transmettre l'énergie électrique en énergie mécanique panneau solaire + batterie batterie moteur pas a pas système bielle-manivelle

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 FP2: fonctionner sans intervention humaine FT11: récupérer l'énergie FT12: Alimenter FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique FT14: 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

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 FP2: fonctionner sans intervention humaine FT11: récupérer l'énergie FT12: Alimenter FT13: transformer l'énergie électrique en énergie mécanique FT14: 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

24 3) Chaîne dénergie et dinformation

25 V/Létude 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 laprès-midi -une durée déclairement 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 lespace:

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.

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33 Choix Moteur 200 pas

34 Deux Cycles : -Diurne : 12 H -Nocturne : 12H

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

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

37 Au final, suite aux calculs, nous avons: -un sens obligatoire d'utilisation -des longueurs qui doivent répondre au rapport ci-dessus

38 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 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 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


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