Projet : Suiveur solaire

Bonjour et bienvenue à tous !

Dans le cadre des projets de deuxième année, nous avons été amené à concevoir un suiveur solaire. Ce projet avait été commencé l’année précédente par d’autres élèves (lien vers leur article). Nous l’avons donc poursuivi.

  • A quoi ça sert?
    Le but de ce projet était de créer un support pour panneau photovoltaïque qui fonctionne comme un tournesol en suivant le soleil. La position du soleil évolue au cours de la journée et selon les saisons, or, pour avoir un rendement maximal il faut que les rayons du soleil soient perpendiculaires au panneau. Le suiveur solaire est donc un bon moyen pour optimiser la production d’électricité.

  • Conception du bâti
    Pour commencer, nous avons construit le bâti du panneau solaire en bois. L’idéal aurait été de pouvoir faire varier l’inclinaison du panneau selon les saisons. Cependant, nous avons fait le choix de le fixer à 30°, ce choix nous a permis de simplifier la création du support. Le bâti est monté sur roulettes afin de lui permettre de se déplacer pour suivre le soleil au cours de la journée.

    Notre suiveur solaire

    Notre suiveur solaire

  • Programmation de la commande du moteur

    Ensuite, nous avons procédé à la conception de la partie électronique du système à partir d’un moteur d’essuie-glace, fourni par notre tuteur.
    Tout d’abord, nous avons programmé une carte arduino avec une carte monster shield, qui permettent de faire tourner le moteur inverseur, dans un sens et dans l’autre.

      Pour la suite, nous avions besoin de capteurs pour orienter le panneau face au soleil. Après avoir récupéré trois cellules photovoltaïques que l’on a placé en pyramide, nous avons imprimé puis étamer une carte permettant de récupérer l’information de ces capteurs. La carte a été imprimée avec la machine de LPKF Laser&electronics à l’ISTIA et elle a été étamée chimiquement à l’IUT.

      Les 3 cartes De gauche à droite : carte imprimée, arduino, monster shield

      Les 3 cartes
      De gauche à droite : carte imprimée, arduino, monster shield


      Après avoir fait cela, il ne restait plus qu’à souder ces différents composants, à la plugger sur les 2 autres cartes, puis finalement réaliser le montage suivant avec les capteurs et le moteur.
      Montage électronique

      Montage électronique

    • Comment fonctionne le suiveur?
      Pour résumer, les capteurs renvoient une tension aux cartes, et selon la valeur reçue, le programme commande la rotation du moteur (dans un sens ou un autre).

      Ce projet nous a beaucoup appris, malheureusement nous n’avons pas eu le temps d’installer le système électronique ainsi que le moteur sur le bâti.
      Nous souhaitons remercier notre tuteur Hassan Bouljroufi qui nous a été d’une grande aide, ainsi que François Jouet et Benoît Landry qui nous ont aidé dans la réalisation du bâti.

      Camille Bertrand et Anne-Céline Riou

    • Projet panneau solaire

      Dans le cadre de notre deuxième année du cycle préparatoire de l’ISTIA, nous devions réaliser un projet encadré. Nous avons choisi le projet panneau solaire. Ce dernier nous a permis de travailler en groupe, de passer du théorique à l’expérimental et d’acquérir de l’autonomie.

      Après nous être documentés, nous avons établi le cahier des charges :

      • Créer un panneau capable de suivre la trajectoire du soleil horizontalement et verticalement. En effet, le soleil est plus bas en hiver qu’en été. De plus, pendant une journée de 24 heures, le soleil décrit un mouvement circulaire de l’est vers l’ouest.

      Trajectoire du soleil

      Trajectoire du soleil

      • Protéger le panneau à l’aide d’une structure.

      • Installer un système électrique permettant d’assurer la rotation du panneau.

      Nous savons que le rendement d’un panneau est maximal lorsque les rayons de soleil sont perpendiculaires à ce dernier. De plus, pour suivre la trajectoire du soleil, nous avons décidé de régler manuellement l’angle d’inclinaison du panneau par rapport au sol. En hiver, l’angle doit être de 30° et en été de 60°. Concernant la rotation, nous avons placé un motoréducteur sur la structure qui permet de suivre la trajectoire du soleil.

      La structure permet d’assurer la stabilité du panneau ainsi que sa rotation. Elle doit être résistante afin de supporter le poids du panneau et de ses composants.Notre tuteur de projet nous a fourni une structure en aluminium. Deux membres du groupe sont allés découper la structure à l’IUT d’Angers. De plus, nous souhaitons que la batterie et le régulateur de charge soient intégrés à la structure. C’est pourquoi, nous avons fixé une planche à celle-ci. L’énergie produite est stockée dans une batterie reliée directement à un régulateur de charges. Nous avons branché ce dernier au panneau à l’aide de câbles solaires et de connecteurs MC3.

      Structure avec la batterie et le régulateur de charges

      Structure avec la batterie et le régulateur de charges

      Nous désirons également que le panneau soit protégé. C’est pourquoi, après découpe, nous avons entouré le panneau avec des barres en aluminium.

      Réalisation de la découpe

      Réalisation de la découpe

      Les barres découpées

      Les barres découpées

       

      Nous avons aussi placé des joints entre le panneau et les barres en aluminium afin de le protéger au maximum.De plus, pour assurer la solidité du montage, nous avons décidé de placer des barres en diagonales qui soutiennent les profilés.

      Panneau solaire avec le montage de protection

      Panneau solaire avec le montage de protection

      Barres avec les joints

      Barres avec les joints

       

      Concernant la rotation du motoréducteur, nous avons utilisé une carte Arduino avec des capteurs thermiques : le principe est de récupérer les deux valeurs des capteurs, de les comparer et faire tourner le panneau pour que les valeurs des capteurs soient égales. Voici l’algorithme simplifié :

      Algorithme simplifié

      Algorithme simplifié

      Nous tenons à remercier notre tuteur Mr Bouljroufi ainsi que le mécanicien de l’IUT pour leurs aides.

      BOGDAN Valentin, COUERON Romain, ESCURAT Anaelle, PHILISTIN Serena