TPE 1science de l’ingénieurs Anzil Romain Bouaissier de Bernouis Aurélien Hector Jérôme Vialatte Alexandre

Projet d’optimisation du potentiel d’un panneaux solaire Sommaire: -Idée de départ -Découverte de la problématique -Problèmes rencontrés -Analyse fonctionnelle -Explication de la partie mécanique -Explication de la partie électronique -Conclusion générale

trop vaste, focalisation sur les panneaux solaire Idée de départ Un lycée écologique: trop vaste, focalisation sur les panneaux solaire

Découverte de la problématique « Comment optimiser le rendement d’un panneaux solaire » Nous avons alors réfléchis à plusieurs idées de « socle » pour panneau solaire :

Améliorer le rendement Bête à cornes Possesseurs de panneaux Solaires Inclinaison du panneau solaire Socle adaptable Sur panneau solaire Améliorer le rendement Du panneau solaire

Diagramme Fonctionnel Panneau solaire Le soleil Énergie FP1 Utilisateur FC4 Le socle adaptable FC5 FC1 Environnement FC3 L’œil FC2 Surface d’application

Tableau des fonctions de service Critères Niveau FP1 Suivre la progression du soleil -L’inclinaison -Rotation 40°< x > 45° 360° FC1 Résister aux intempéries diverses et aux climats capricieux -vents -Température -pluie 100km/h. - -15°C à 70°C. Violente FC2 S’adapter à la surface -L’inclinaison de la surface -De 0° à 45° FC3 Être esthétique -Encombrement -Couleurs - D < 2m cube - Discrètes FC4 Distribuer l’énergie -Réseau électrique U < 220V FC5 Être facile à fixer Être facile d’entretien -Poids P < 45kg -Fixation

Explication de la partie mécanique Screen parti inférieur du systeme: Elette plus plaque preferer A plaque seul pour Resistance accru Screen Roulement a bille Sous Pyvot: Roulement a billes moins Coûteux et aussi résistant Que les autres Screen moteur pas a pas. Préférer aux moteur continu Car nous pouvons maîtriser son degré de rotation. Perte de vitesse > Négligeable car la progression du soleil est lente

Recherche de solutions :   Pour que notre système soit performant, il faut qu’il soit capable de suivre les mouvements du soleil dans le ciel. Pour cela il faut qu’il soit mobile suivant 2 axes :   Pour effectuer la rotation sous l’axe Y : Nous avons d’abord pensé a mettre un second moteur pas a pas sur la plaque tournante qui serais lier par un pivot donnant sur une plaque dentée situé sous la plaque tournante. Ce moteur fixé sur notre plaque tournante la traverserait pour être lui aussi relié a la plaque dentée, ce qui fait que la plaque supérieure tournerait autour de l’axe Y. Problème => Le moteur doit faire tourner toute la plaque ainsi que le panneau solaire >>> charge trop importante. Solution => Le moteur est extérieur a la plaque tournante qui sera fixé sur le bâti, mais cette fois, la plaque dentée serait notre plaque tournante.

Recherche de solutions :   Pour que notre système soit performant, il faut qu’il soit capable de suivre les mouvements du soleil dans le ciel. Pour cela il faut qu’il soit mobile suivant 2 axes :   Pour effectuer la rotation sous l’axe X : Nous avons d’abord pensé a brancher un moteur pas a pas fixé sur le bras grâce a un coude. Problème => cela créer un bras de levier car le poids d’un panneau solaire serait trop important et pourrait dégrader le système plus rapidement. Solution => On assemble un pignon à l’axe de sortie du moteur qui est lui même fixé sur la plaque tournante. Ce pignon serait engrené avec un autre pignon soudé à un axe soutenant le bras et maintenu entre deux pivots fixés à la plaque tournante.

Conception finale

Conception finale

Conception finale

Degré de liberté laissé par la coupole au bras porteur du panneau solaire : Par les mesures prisent sur la maquette sur Solidworks (en mm) : AB = 325,41 AO = 329,23 BO = 50 OE = 329,23 EF = 274,35 OF = 182 cos BÂO = 325.41/329.23 cos OÊF = 274.35/329.23 BÂO = 8,7 ° OÊF = 33,6 ° Angle de liberté laissé au bras porteur par la coupole = BÂO + OÊF = 42,3 °

Comment le socle peut-il suivre la position de soleil? Problème: Comment le socle peut-il suivre la position de soleil? Deux solutions s'offres à nous: - Créer une carte avec les trajectoires du soleil. - Mettre en place un système avec des capteurs de lumière.

Photodiodes Photodiode

Les différentes positions de l’ombre. chaque trais représente une position de l'ombre

Nous considérons les rayons du soleil parallèles. Zone d’ombre C B l tan Â= l/L Pour que l’exposition soit maximale, l’angle  doit être égal à 0°

Explication de la partie électrique Fonctionnement d’un moteur pas à pas

Explication de la partie électrique Recherche de solutions pour piloter les moteurs via les capteurs :  Nos quatre capteurs qui serviraient a définir la position du soleil seraient gérer par un montage complexe de porte logique. Table de vérité S Q2 Q1 Q0   A B C D 1 Tableau de Karnaugh A Q1Q0 SQ2 0 0 0 1 1 1 1 0 1

Explication de la partie électrique Tableau de Karnaugh B Tableau de Karnaugh C Q1Q0 SQ2 0 0 0 1 1 1 1 0 1 Q1Q0 SQ2 0 0 0 1 1 1 1 0 1

Explication de la partie électrique Tableau de Karnaugh D Q1Q0 SQ2 0 0 0 1 1 1 1 0 1