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Bac 2012 génie électroniqueEquipe pédagogique de Lorgues Electronique : Gérald MARCELLIN
Serge SIOT-TAILLEFERJean-Louis TAYANFlorence ZOUAOUIPascal JEAN
Physique appliquée : Gilles MONDON
Construction mécanique : David BERNYLionel CADIERES
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Panneau solaire automatisé
Mise en situation
Charger la batterie auxiliaire d’un camping-car pendant la journée.
Énergie électrique brute
Régulateur de charge
Énergie régulée
Énergie solaire
Batterie auxiliaire Consommateurs
Énergie stockée et contrôlée
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Energie renouvelable et inépuisable
L’énergie reçue dépend de:•l’intensité émise par le soleil•la couverture nuageuse•la latitude•la saison•l’heure.
1 kW/ m² maximum.
Pour un camping-car, l’énergie solaire permet de recharger la batterie:•gratuitement•écologiquement •sans la nécessité de la connexion au réseau EDF.
L’énergie solaire
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NP1
3
45
Photons
V
2
La cellule photovoltaïque1. couche de semi-conducteur dopé P2. couche fine de semi-conducteur dopé N.
jonction PN = diode3. plaque métallique servant d’électrode4. grille métallique servant d’électrode5. plaque de verre de protection anti-reflet
déplacement d’un électron
photon
courant électrique
tension de 0,6V
Les panneaux solaires
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Le panneau solaire = plusieurs cellulesAssociation série tensions de valeur plus élevée (36 cellules 20V à vide)Association parallèle un courant plus élevé.
Source de tension
Source de courant
Les panneaux solaires
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=30° =90°
Rendement=50% Rendement=100%
Suivre le soleil…
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La course du soleilLa trajectoire du soleil
Angles exprimés en degrés:•Déclinaison, hauteur ou élévation•Azimut
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Modes de fonctionnement
Toutes les heures (mode automatique)…
•Le panneau se positionne sur l’élévation et l’azimut calculés en fonction de la date, l’heure et la latitude.
•Le soir, le panneau se plie si le soleil est couché.
•Le matin, le panneau se déplie si le soleil est levé.
Recherche (nouvelle installation)
•Le panneau se positionne sur l’élévation calculée en fonction de la date, l’heure et la latitude.
•Le panneau recherche automatiquement l’azimut qui donne le courant maximal en faisant une rotation de 360°
•L’utilisateur peut corriger la position à l’aide du clavier (mode manuel)
Initialisation
•L’utilisateur renseigne l’heure, la date et la latitude
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Panneau solaire
automatisé
Temps
Niveau de charge
Batterie
Régulateur de charge
Informations visuelles et sonores
Diagramme sagittal
Energie électrique maximale
Utilisateur
Paramètres locaux:Latitude, heure, date…
Soleil en mouvement
Energie solaire
Panneau solaire
automatisé
Services et confort
Accessoires électriques
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Energie solaire
Détermination de la position optimale
FP3
Détermination de la position optimale
FP3
Consigne de position
Ordre de repli
Conversion de l’énergie
FP1
Conversion de l’énergie
FP1
Energie électrique
Régulateur de charge*
Modification de la position
FP4
Modification de la position
FP4
Azimut et élévation du panneau
Courantproduit
Mesure du courant produit
FP2
Mesure du courant produit
FP2
COURANT
Infos visuelles
Affichage
FP7
Affichage
FP7
Temps
Heure, date, latitude
Horloge et position géographique
FP6
Horloge et position géographique
FP6
Acquisition des paramètres
FP5
Acquisition des paramètres
FP5
Appui sur les touches du clavier
Paramètres locaux
MatérielMatériel
LogicielLogiciel
MixteMixte
Légende
Stockage de l’énergie
Energie régulée
Schéma fonctionnel
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Carte Commande
Filtrage
Afficheur LCD Afficheurs 7 segments
Horloge temps réel bus I2C
ATmega32
Clavier matriciel
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Carte moteur
L298 Amplification de puissance
Protection contre les surintensités
Codeurs des moteurs
Mesure du courant panneau
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Motoréducteur CC 1/30
Codeur 100 impulsions /tours
Réduction 1/100
Partie mécanique
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Régulateur de charge
Courant panneau Courant consommé
Tensionbatterie
Vboost 14,4V
Vfloat 13,8VCourant
Tension
0%
50%
80%
100%
Etat de charge
•Charger la batterie plomb-gel le plus efficacement et rapidement possible pendant la journée
•Protéger la batterie, les consommateurs et le panneau.
Carte régulateur
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ATmega168
Commutation du panneau
Commutation des consommateurs
Affichage leds
Affichage LCD
Carte régulateur
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fin…