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Suiveur Solaire à Deux Axes Présenté par : Hamrouni Anis Introduction – Enoncé

Suiveur Solaire à Deux Axes Présenté par : Hamrouni Anis Introduction – Enoncé du problème 1 Description technique et fonctionnelle du suiveur 2 Les différents composants du système suiveur solaire 3Présentation de la commande par microcontrôleur4Programmation de la commande par microcontrôleur5 PlanExploitation pédagogique6 Introduction Le développement de l’exploitation des énergies renouvelables a connu une forte croissance ces dernières années. La production d’électricité par des sources d’énergie renouvelables offre une plus grande sûreté d’approvisionnement des consommateurs tout en respectant les normes écologiques de l’énergie.Actuellement,leMarocaccordeuneprioritéaudéveloppementdesénergiesrenouvelables,etsurtoutàl’énergiesolaireouphotovoltaïque,carunbelavenirsedessinepourcetyped’énergie. Station Thermo-solaire Nour 1, 160 MW, Ouarzazate, Maroc Actuellement, plusieurs Pays accorde une priorité au développement des énergies renouvelables, et surtout à l’énergie solaire ouphotovoltaïque, car un bel avenir se dessine pour ce type d’énergie. Introduction Un système photovoltaïque (PV) est destiné à satisfaire un besoin d’énergie électrique selon des conditions spécifiques d’exploitation. Il est généralement constitué d’un générateur photovoltaïque, d’un système de stockage, des systèmes d’interface (convertisseurs, réseau) d’un système de control et de commande. Système Photovoltaïque: Introduction L’absorption d’un photon par un semi-conducteur donne naissance à une paire d’électron trou lorsque son énergie est supérieure à celle de la largeur de la bande interdite du matériau. Le champ électrique interne à la jonction, entraîne alors le trou vers la région P et l’électron vers la région N. Principe de fonctionnement d’une cellule Photovoltaïque: Dans une installation fixe, l’énergie rendue par les modules PV est maximale seulement à midi. Pour cela si les modules PV sont toujours orientés vers le soleil, c’est comme s’il y avait constamment la condition correspondante à midi. Enoncé de la problématique: Introduction Au cours de la journée, le soleil se déplace continuellement, alors qu’un générateur Photovoltaïque est fixe dans sa position, perdant ainsi une considérable quantité d’énergie, qui pourrait être disponible. Introduction:Ilexistecependantdessuiveurssolairesà1axeou2axesquisuiventlesoleiltoutcommeleferaituntournesol.Onpropose,danscedossier,dedécouvrircequ’estunsuiveursolaire,decomparerlesrésultatsd’uneinstallationfixeetd’unsuiveur,puisétudierlesdifférentsélémentsquiconstituelesystème. Dans ce stade, on doit répondre aux questions suivantes: - À quoi sert un suiveur solaire ? -Comment fonctionne le suiveur solaire à deux axes?-Comment organiser les différentes parties du système?-Comment programmer la carte de commande du suiveur solaire ? Comment optimiser la production d’énergie d’un panneau photovoltaïque? Objectif: - Comment fonctionne le suiveur solaire à deux axes? - Comment organiser les différentes parties du système ? Il existe cependant des suiveurs solaires à 1 axe ou 2 axes qui suivent le soleil tout comme le ferait un tournesol. On propose, dans cette présentation, de découvrir ce qu’est un suiveur solaire, de comparer les résultats d’une installation fixe et d’un suiveur, puis étudier les différents éléments qui constitue le système. Au cours d’une journée complètement ensoleillée, un système bien orienté, produit 5,5 kWh d’énergie, alors que le même système avec suiveur, dans les mêmes conditions d’ensoleillement, produit 11 kWh d’énergie. Une part importante de l’énergie récupérable est ainsi perdue. Si l’installation s’oriente constamment en direction du soleil, elle génère un maximum d’électricité. Etude Comparative: Introduction: Description du système:Lesystèmesuiveursolaireàdeuxaxespermetdesuivrelatrajectoiredusoleil,selonlasaison,surl'axeEst-Ouest(Azimut)etaussisurlahauteuroul'élévation(Zénith).Lesystèmedecapteursolairemotorisépermetd’optimiserlaproductionélectriquedescellulesphotovoltaïquesparlesuividelapositiondusoleil.Ilassurelemaintienenchargedesbatteries. Le sy stème suiveur solaire à deux axes permet de suivre la trajectoire du soleil, selon la saison, sur l'axe Est- Ouest et aussi sur la hauteur ou l'élévation. Le système de capteur solaire motorisé permet d’optimiser la production électrique des cellules photovoltaïques par le suivi de la position du soleil. Il assure le maintien en charge des batteries. I. Description technique et fonctionnelle du suiveur solaire Approche classique : Analyse fonctionnelle du Suiveur Solaire Analyse des Besoins: La production électrique des panneaux photovoltaïques dépend directement de la quantité de lumière reçue. Pour augmenter cette production, on se propose de suivre le soleil pour récolter un maximum de flux lumineux. I. Description technique et fonctionnelle du suiveur solaire Approche classique : Analyse fonctionnelle du Suiveur Solaire Etude des fonctions et des contraintes: I. Description technique et fonctionnelle du suiveur solaire Approche classique : Analyse fonctionnelle du suiveur solaire Décomposition des fonctions de service Approche moderne : Langage SysML (Modélisation système) Diagramme de cas d’utilisation (User Case Diagram ) I. Description technique et fonctionnelle du suiveur solaire Approche moderne : Langage SysML (Modélisation système) Diagramme des exigences I. Description technique et fonctionnelle du suiveur solaire I. Description technique et fonctionnelle du store Approche moderne : Langage SysML (Modélisation système) Diagramme de définition de bloc ( Block definition diagram BBD ) I. Description technique et fonctionnelle du suiveur solaire Chaine d’énergie et d’informations: Chaîne d’information Chaîne d’énergie ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE AGIR Orienter Energies d’entrée ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Lumière du soleil Ordres Valim =12V Pont en H intégré Moteur à courant continu Réducteur 4 étages 1 pignon/roue 1 étage roue/vis 2 capteurs LDR 4 fins de course Microcontrôleur Panneau Solaire Panneau Suiveur Solaire Liaison directe Positionneur II. Les composants du suiveur solaire Capteur de lumière LDR (photorésistance): Une photo résistance est un composant dont la valeur en Ohms dépend de la lumière à laquelle il est exposé. On la désigne aussi par LDR (Light Dependent Resistor ou résistance dépendant de la lumière). La principale utilisation de la photo résistance est la mesure de l'intensité lumineuse, elle est choisit grâce à son temps de réponse qui est beaucoup plus court. Les matériaux utilisés sont généralement du sulfure ou du séléniure de cadmium qui se comporte comme des semi-conducteurs. II. Les composants du suiveur solaire Capteur de fin de course: Un interrupteur de position peut aussi être appelés "Interrupteur de fin de course". Ils coupent ou établissent un circuit lorsqu'il est actionnés par un mobile. La détection s’effectue par contact d’un objet extérieur sur le levier ou un galet. Ce capteur peut prendre alors deux états : - Enfoncé (en logique positive l'interrupteur est fermé). - Relâché (en logique positive l'interrupteur est ouvert). II. Les composants du suiveur solaire Pont en H: Le pont en H permet la commande de moteur dans les deux sens de rotation, sans modification du montage, seulement en modifiant l'état des commutateurs. SW1 SW2 Etat Moteur 0 0 ARRET 0 1 SENS 1 1 0 SENS 2 1 1 ARRET II. Les composants du suiveur solaire Moteur à Courant Continu: Une machine électrique à courant continu effectue une conversion d’énergie électrique en énergie mécanique. Couple de démarrage important, idéal pour l'entraînement de charges à forte inertie. uploads/Geographie/ presentation-suiveur-solaire 1 .pdf