اــــ ـــــرـــ اــاــ ــ ا ــ ــ اطــــ اــــــــــ RE
اــــ ـــــرـــ اــاــ ــ ا ــ ــ اطــــ اــــــــــ REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة ا ـ م ا و اــث اـــ MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ()ـــــ ـــ ــ* ـــ ــــ+ـ( ــن ــو – ا/ــــف Université Hassiba Benbouali de Chlef (U.H.B.C) Faculté de Technologie Département d’Electrotechnique Projet de Fin d’Etude en vue de l’obtention du diplôme LICENCE Domaine : Sciences & Technologies Filière : Génie Electriques Option : Electrotechnique Thème Etude et réalisation d’une interface d’acquisition de données Eolienne-Arduino Présenté par : DAHMANI Kaouthar Lalia KROUK Lotfi HAMADA Islam Soutenu le 26 / 06 /2018 devant le jury composé de : Encadreur : DEROUAZINE.A Examinateur : Promotion : 2018 Nous tenons tout d’abord à remercier profondément « ALLAH » le tout puissant et miséricordieux, qui nous a donné la force et la patience pour accomplir ce modeste travail. En second lieu, nous tenons à remercier notre encadreur Mr : DERROUAZIN.A pour ses précieux conseils et ses soutien et aide durant toute la période du travail. Nos vifs remerciements vont également aux membres du jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à notre travail en acceptant d’examiner notre travail et de l’enrichir par leurs propositions. Enfin, nous tenons également à remercier toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à la réalisation de ce travail. Sommaire CHAPITRE I : Généralités sur les énergies renouvelables I.1 Introduction 05 I.2 Les énergies renouvelables 05 I.2.1 L’énergie solaire (photovoltaïque ) 05 I.2.2 L’énergie hydraulique 07 I.2.3 L’énergie géothermique 08 I.2.4 La biomasse 08 I.2.5 L’énergie éolienne 10 I.3 CONCLUTION 11 CHAPITRE II : L’énergie éolienne II.1 INTRODUCTION 13 II.2 L’énergie éolienne 13 II.2.1 Potentiel éolien mondial 14 II.2.2 Potentiel éolien Algérien 14 II.2.3 Potentiel éolien local 15 II.3 Etude d’une éolienne 17 II.3.1 Descriptif d’une éolienne 17 II.3.2 Principaux composants d’une éolienne 19 II.3.3 Le principe de fonctionnement d’une éolienne 21 II.3.4 Les différents types d’éoliennes 22 II.3.4.1 Eoliennes à axe vertical 23 II.3.4.2 Eoliennes à axe horizontal 24 II.3.5 Avantages et Inconvénients de L’énergie éolienne. 25 II.3.5.1 Les avantages 25 II.3.5.2 Les inconvénient 26 II.4 Conclusion 26 Sommaire III.1 Introduction 28 III.2 Présentation de travaux antérieurs 28 III.3 Présentation du travail en cours 30 III.4 Présentation du synoptique global du système 30 III.4.1 Présentation du système proposé 31 III.4.2 le microcontrôleur carte Arduino 32 III.4.2.1 Historique de l’Arduino 32 III.4.2.2 Présentation de la carte arduino méga 2560 32 III.4.2.3 Caractéristiques de la carte arduino méga 2560 33 III.4.2.4 Entrée et sortie du Mega2560 33 III.4.2.5 L’alimentation de l’arduino 33 III.4.2.6 Programmation 33 III.4.3 Turbine éolienne 34 III.4.3.1 caractéristique d’une turbine éolienne à 1kw 34 III.4.4 Convertisseurs DC/DC 35 III.4.4.1 convertisseur buck boost 36 III.5 Chaine d’acquisition des données 37 III.6 Les composants utilisés 37 III.6.1 Capteur de courant (ACS 712) 37 III.6.1.1 fiche technique (ACS 712) 38 III.6.2 afficheur LCD 39 III.6.3 Capteur de température LM 35 40 III.6.3.1 Caractéristiques principales de LM35 41 III.6.4 Capteur de lumière Photorésistance 43 III.6 .5 le potentiomètre 45 CHAPITRE III : REALISATION D’UNE INTERFACE TURBINE EOLIENN-ARDUINO Sommaire III.7 Technique de capture du courant débité 45 III.7.1 Technique de la résistance-série de puissance 45 III.7.2 Technique du module ACS712 50 III.8 Conclusion 53 Conclusion générale Liste des figures Figure (I.1) Des panneaux photovoltaïques 06 Figure (I.2) Centrale hydraulique 07 Figure (I.3) Centrale géothermo-électrique 08 Figure (I.4) Silo de stockage des déchets organiques : La biomasse 09 Figure (I.5) Une éolienne 10 Figure (II.1) Carte annuelle des vents (m/s) à 10m du sol. [3] 15 Figure (II.2) La rose du vent du site de Ténès. [3] 15 Figure (II.3) Site d’étude Ténès (Chlef). [3] 16 Figure (II.4) Atlas de la vitesse moyenne du vent de la vallée de Cheliff estimé à 10 m du sol. [3] 16 Figure (II.5) Schéma d'une éolienne de type aérogénérateur 17 Figure (II.6) Tour d'une turbine 19 Figure (II.7) Rotor d’une turbine 20 Figure (II.8) Constitution d'une nacelle 20 Figure (II.9) Différents types d'éoliennes 23 Figure (III.1) Schéma détaillé du système d’énergie hybride SEH. 29 Figure (III.2) Synoptique global du contrôleur logique floue du système hybride d'énergie 29 Figure (III.3) Système globale de la carte. 30 Figure (III.4) Schéma synoptique du système éolien-acquisition Arduino. 31 Figure (III.5) le modèle Méga 2560 utilisé dans notre réalisation. 32 Figure (III.6) Logiciel de programmation Arduino (IDE) 34 Figure (III.7) Schéma de base d’un buck / boost 36 Figure (III.8) Schémas équivalents du Convertisseur buck-boost 36 Figure III.9. Schéma de la chaîne d’acquisition d’une mesure 37 Figure (III.10) Technique de CAN 37 Figure (III.11) Capteur de courant ACS712 38 Figure (III.12) Schéma électrique de l’acquisition avec le capteur du courant ACS712 sous Proteus 39 Figure (III.13) Afficheur LCD 16*2 39 Figure (III.14) Capteur de température LM35. 40 Figure (III.15) le montage d’un capteur de température avec la carte d’arduino 41 Figure (III.16) Schéma électrique de l’acquisition avec le capteur de courant LM35 sous Proteus 42 Figure (III.17) Programme température LM35 sous l’interface Arduino 42 Liste des figures Figure (III.18) Capteur de lumière (photorésistance). 43 Figure (III.19) Brochage du capteur de lumière avec la carte Arduino et un afficheur LCD 43 Figure (III.20) Schéma électrique de l’acquisition avec le capteur de lumière (photorésistance) sous proteus 44 Figure (III.21) Programmation du capteur de lumière sous arduino 44 Figure (III.22) Le potentiomètre 45 Figure (III.23) Schéma électrique de brochage d’un potentiomètre. 45 Figure (III.24) Technique de capture avec résistance série de puissance 47 Figure (III.25) Montage d’acquisition de puissance et courant : Technique à résistance série de puissance 48 Figure (III.26) Résultats de programmation sur LCD et sur moniteur série Arduino. 49 Figure (III.27) Programme de la technique des résistances séries sur Arduino IDE 50 Figure (III.28) Montage acquisition de puissance et courant : Module capteur de courant ACS712- 20A avec charge a) lampe de à incandescence b) résistance chauffante (2/3 résistances) 51 Figure (III.29) Programme de la technique de module ACS712 sur Arduino IDE 52 Liste des tableaux Tableau II.1 Statistiques des sites étudiés pour une hauteur de mat de 10m. [3] 17 Tableau II.2 Classification des turbines éoliennes. 22 Tableau III .1 Les caractéristiques d’une turbine éolienne à 1kw 35 Tableau III .2 Brochage de l’afficheur LCD 40 Tableau III .3 Le brochage du capteur température LM3 41 Introduction générale Etude et réalisation d’une interface turbine éolienne-arduino U . H . B . C 2 0 1 8 Page 2 Introduction générale Face à une demande croissante d’énergie et à l’épuisement à plus ou moins long terme des énergies fossiles, différentes solutions de substitution ont été envisagées. Suite aux crises pétrolières, certains pays ont mené une politique orientée vers le nucléaire alors que d’autres ont massivement utilisé les énergies renouvelables telles que le solaire et l’éolien. [1] Les gisements des ressources énergétiques traditionnelles, d’origines principalement fossiles, ne peuvent être exploités que pour quelques décennies[réf]., ce qui laisse présager d’une situation de pénurie énergétique au niveau mondial de façon imminente. D’autre part, les déchets des centrales nucléaires posent d’autres problèmes en termes de pollution des déchets radioactifs, du démantèlement prochain des vieilles centrales et du risque industriel. [1] Pour subvenir aux besoins en énergie de la société actuelle, il est nécessaire de trouver des solutions adaptées et de les diversifier. Actuellement, il y a principalement deux façons possibles d’agir. La première est de diminuer la consommation des récepteurs d’énergie et augmenter la productivité des centrales énergétiques en améliorant respectivement leur efficacité. Une deuxième méthode consiste à trouver et développer de nouvelles sources d’énergie. Des recherches sont en cours dans le domaine de la fusion des noyaux atomiques qui, éventuellement, pourraient être une solution énergétique du futur, mais l’avenir de cette filière et encore moins son avènement ne sont assurés. Les réseaux de distribution ne peuvent suffire à fournir de l’électricité à toute la population mondiale qu’ils soient en pleine montagne ou sur une île, dans les régions les moins habitées ou au milieu du désert, les sites difficiles d’accès ou très isolés ne peuvent pas toujours être raccordés au réseau, faute de solutions techniques ou de viabilité économique. [2] Parmi les énergies renouvelables, trois grandes familles émergent : d’origine mécanique (la houle, éolien), électrique (panneaux photovoltaïques), ou énergie sous forme de chaleur (géothermie, solaire thermique). Introduction générale Etude et réalisation d’une interface turbine éolienne-arduino U . H . B . C 2 0 1 8 Page 3 En raison de la nature fluctuante du vent, l’éolien ne peut être considéré que comme une source d’énergie de complément et non de remplacement des solutions classiques. Ce mémoire est une continuité d’un grand travail « Contribution à l’optimisation d’un système intelligent de routage des sources d’énergies hybrides pour l’application à l’habitat » qui est définie par des mesures de (température, courant, puissance, …) et les afficher sur un LCD a base d’une carte Arduino MEGA2560 alimenté à partir d’une turbine éolienne. Trois chapitres composent notre travail : - Une introduction générale. - Le premier chapitre est consacré aux généralités sur les énergies renouvelables. - Le second chapitre est dédié à une uploads/Geographie/ etude-et-realisation-d-x27-une-interface-d-x27-acquisition-de-donnees-removed.pdf
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- Publié le Jui 15, 2022
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