Dossier Technique Panneau solaire asservi

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Panneau solaire
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Panneau solaire asservi
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Table des matières :
1.
2.
L’énergie solaire__________________________________________________________________3

Pourquoi les énergies renouvelables ? ____________________________________________________________ 3

Forme et potentiel de l'énergie solaire ____________________________________________________________ 4
Les panneaux solaires _____________________________________________________________5
2.1. Principe des panneaux __________________________________________________________________5

Principe de fonctionnement du panneau solaire _____________________________________________________ 5
2.2. Les panneaux fixes _____________________________________________________________________6

Pourquoi orienter les panneaux solaires ?__________________________________________________________ 6
2.3. Les panneaux suiveurs __________________________________________________________________8
3.

Panneau Alden ______________________________________________________________________________ 8

Tour de panneaux ___________________________________________________________________________ 11
Le panneau solaire asservi DMS ____________________________________________________16
3.1. Analyse fonctionnelle__________________________________________________________________16

Analyse du besoin :__________________________________________________________________________ 16

Analyse fonctionnelle ________________________________________________________________________ 19

FAST des fonctions de services ________________________________________________________________ 21

Constitution et description du panneau solaire asservi _______________________________________________ 23
3.2. Analyse temporelle ____________________________________________________________________24

Fonctionnement ____________________________________________________________________________ 24

Description du fonctionnement du panneau solaire asservi ___________________________________________ 24

Recherche de la source lumineuse ______________________________________________________________ 25

Suivi de la source lumineuse___________________________________________________________________ 25

Description de la commande asservie____________________________________________________________ 26
3.3. Analyse structurelle ___________________________________________________________________27

SADT ____________________________________________________________________________________ 27

La partie commande _________________________________________________________________________ 28

La partie opérative __________________________________________________________________________ 29
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1. L’énergie solaire
Pourquoi les énergies renouvelables ?
Le Soleil constitue une énorme source d’énergie dans laquelle nous baignons en
permanence. L’homme a compris depuis longtemps l’intérêt pour lui d’exploiter une telle
source de lumière et de chaleur. Actuellement, il existe deux voies d’utilisation de l’énergie
solaire qui transforment directement le rayonnement en chaleur ou en électricité,
respectivement le solaire thermique et le solaire photovoltaïque. Toutefois, l’exploitation de
cette source énergétique est récente et se développe mais reste encore très coûteuse.
L’énergie solaire fait partie des énergies renouvelables. Par définition, les énergies dites
renouvelables sont potentiellement inépuisables. La nature peut les reconstituer assez
rapidement, contrairement au gaz, au charbon et au pétrole, dont les réserves, constituées
après des millions d'années, sont limitées. Les énergies solaire, éolienne, hydraulique,
géothermique et de biomasse en sont les formes les plus courantes.
Trois facteurs militent en faveur des énergies renouvelables :
la sauvegarde de l'environnement ;
l'épuisement inévitable des ressources (pétrole, gaz, ..) limitées de la planète ;
les considérations économiques (coût).
Les énergies renouvelables ne peuvent pas remplacer dès aujourd'hui toutes les énergies
conventionnelles, mais elles peuvent enrichir la gamme des énergies exploitées à l'heure
actuelle.
Le changement climatique attribuable à la pollution, et à ses effets sur le milieu naturel, est
au premier rang des préoccupations environnementales depuis la conférence « Sommet de
la Terre », en 1992. En outre, les deux crises du pétrole des années 70 ont contraint les
pays industrialisés à bien examiner l'emploi qu'ils font de leurs ressources et à prendre des
mesures pour ne plus dépendre quasi uniquement des hydrocarbures pour leurs besoins en
combustibles. Ces pays entreprennent des recherches poussées pour trouver des substituts
écologiques aux combustibles fossiles. Quant aux pays en voie de développement, il est
d'une importance capitale pour eux de diversifier leurs sources d'énergie. Leur rapide
croissance industrielle exerce de fortes pressions sur des ressources déjà limitées et
accélère la dégradation des écosystèmes de la planète.
Les énergies renouvelables ont un attrait certain lorsqu'on considère qu'elles peuvent
fournir de l'électricité, écologiquement et à bon marché, aux populations isolées des pays
en voie de développement. Bien des localités n'ont en effet pas les moyens de se relier à
un réseau d'électricité, mais elles peuvent tirer profit des techniques qui ont été mises au
point pour domestiquer les sources naturelles d'électricité et de chaleur. Étant donné que
trois milliards de personnes n'ont pas d'électricité, il ne fait aucun doute que les énergies
renouvelables peuvent jouer un rôle clé et concourir au développement économique des
régions pauvres.
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Forme et potentiel de l'énergie solaire
Ce que l'on désigne par énergie solaire est le rayonnement
émis dans toutes les directions par le Soleil et que la Terre
reçoit à raison d'une puissance moyenne de 1,4 kW.m-2, pour
une surface perpendiculaire à la direction Terre - Soleil. Ce flux
solaire est atténué lors de la traversée de l'atmosphère par
absorption ou diffusion, suivant les conditions météorologiques
et la latitude du lieu ; au niveau du sol, la puissance restante
est de l'ordre de 1 kW.m-2 sous nos latitudes. La quantité
d'énergie utilisable varie entre 800 et 7000 kWh.m-2 suivant le
lieu.
Une petite idée de l’ensoleillement sur notre pays est donnée par la carte ci-dessous.
Les régions les plus froides reçoivent un ensoleillement inférieur à 1220 kwh.m-2 /An,
alors que les zones rouges reçoivent un ensoleillement supérieur à 1760 kwh.m-2 /An .
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2. Les panneaux solaires
2.1. Principe des panneaux
Principe de fonctionnement du panneau solaire
Les panneaux solaires convertissent l'énergie lumineuse en énergie
électrique. Ils sont composés de cellules photovoltaïques. Ces cellules
sont constituées de matériaux semi-conducteurs qui peuvent libérer
leurs électrons sous l'action d'une énergie (ici l'énergie lumineuse). La
libération des électrons des matériaux constituant les cellules sous
l'action des photons permet ainsi la production d'un courant électrique.
Il existe trois types de cellules photovoltaïques :
– Les cellules mono-cristallines : elles sont constituées d’un cristal à deux couches, le
plus souvent du silicium. Elles ont un rendement entre 15 et 22 % mais elles sont
chères à fabriquer.
– Les cellules poly-cristallines : elles sont constituées de plusieurs cristaux, ce qui
diminue leur prix de fabrication. Cependant leur rendement n’est que de 10 à 13
%.
– Les cellules amorphes : elles ont un rendement
très faible (5 à 10 %) mais leur prix est très
bas.
Une cellule photovoltaïque est assimilable à une diode
photo-sensible, son fonctionnement est basé sur les
propriétés des matériaux semi-conducteurs. En effet,
une cellule est constituée de deux couches minces d'un
semi-conducteur. Ces deux couches sont dopées
différemment :
– pour la couche N, apport d'électrons ;
– pour la couche P, déficit d'électrons.
L'énergie des photons lumineux captés par les électrons
périphériques (couche N) leur permet de franchir la
barrière de potentiel et d'engendrer un courant
électrique continu. Pour effectuer la collecte de ce
courant, des électrodes sont déposées par sérigraphie
sur les deux couches de semi-conducteur L'électrode
supérieure est une grille permettant le passage des
rayons lumineux. Une couche anti-reflet est ensuite
déposée sur cette électrode afin d'accroître la quantité
de lumière absorbée.
Sous l'action de la lumière (photons) ces cellules
génèrent une tension électrique qui se mesure en volt.
La tension obtenue est de l'ordre de 0,5 V par cellule. Ces cellules sont ensuite assemblées
en série et parallèle pour former des panneaux.
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2.2. Les panneaux fixes
Pourquoi orienter les panneaux solaires ?
Le soleil se déplace au cours de la journée et suivant les saisons. Le panneau solaire, en
revanche, se trouve généralement en position fixe, ce qui entraîne des pertes énergétiques
précieuses. Une installation fixe, orientée, dans le cas idéal, vers le sud délivre une
puissance qui croît très lentement tôt le matin et diminue fortement l’après-midi.
24
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. Une installation fixe de 1 kW et orientée de façon optimale, produit par jour
d’ensoleillement, environ 5 kWh d’électricité solaire. La même installation de 1 kW avec
« suiveur » fournit en revanche jusqu ’à 10 kWh par jour.
Le déplacement apparent du
soleil et d’environ 240° en
azimut et de 70° en élévation
sous nos latitudes.
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Le rendement des panneaux solaires dépend ainsi de leur orientation. L'angle d'incidence
des rayons du soleil détermine le rendement du panneau solaire. L'angle d'incidence Ø
optimal est de 90°. Le rendement du panneau solaire est définit selon l'équation suivante :
R = 100.sin θ
θ : Angle d’incidence en degrés R : Rendement en %
Ainsi, seule une rotation automatique peut permettre au panneau
solaire de délivrer une puissance maximale. En effet, si le
panneau
reste statique, la production d'électricité peut être réduite de
50 %
à cause de l'orientation. Comme le rendement des cellules polycristallines ne dépasse que rarement 10 %, s'il y a une perte
supplémentaire
du rendement de 50 %, la production finale d'énergie pour une
panneau solaire
qui délivre un puissance de 100 W orienté de manière optimale
ne sera,
dans le cas d’une installation fixe que de 50 W alors qu'il reçoit
-2
plus de 1000 W.m .
θ
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2.3. Les panneaux suiveurs
Panneau Alden
Mise en situation :
Le système de capteur solaire motorisé Kéops permet d’optimiser la production électrique
des cellules phovoltaïques par le suivi du soleil. L’ensemble se monte essentiellement sur le
toit de camping cars. Il permet le maintien en charge des batteries. (Batterie moteur et
batterie de bord)
Cellules
photovoltaïques
montées en série pour
une production de
Déflecteur d’air pour la
position route du panneau
Embase de
l’ensemble qui
permet la rotation
du panneau
solaire suivant
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Principe de fonctionnement :
Positionnement du panneau solaire par rapport au soleil
F
α'
α
θ
Capteur solaire
ψ
Toit du camping-car
F
ϕ
ϕ
Le principe de fonctionnement du panneau solaire nécessite que la surface plane sur
laquelle sont fixées les cellules photovoltaïques soit orthogonale aux rayons solaires pour
une efficacité maximale.
Deux réglages sont à effectuer :
- une rotation autour d’un axe horizontal ÎElévation : rotation θ
- une rotation autour d’un axe vertical ÎAzimut : rotation ψ
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L’élévation :
La Société ALDEN a pris comme option de découper l’hémisphère nord en trois zones qui
permettent de régler l’angle θ en fonction du jour et de l’heure de la journée. L’erreur due à
la position dans l’une des zones peut être caractérisée par les angles maximum α et α’.
Les angles maximum α et α’ dépendent de la distance du soleil au panneau solaire. Donc
compte tenu de cette distance les angles maximum α et α’ sont très petits. (Voir dossier
RESSOURCES)
L’azimut : (Rotation du panneau solaire autour d’un axe vertical)
En fonction de l’orientation du camping-car à l’arrêt, la rotation ψ du panneau solaire doit
permettre de se « caler » par rapport au soleil.
Initialisation :
L’initialisation du panneau solaire se fait par les deux rotation ; élévation et azimut.
L’élévation : cet angle de rotation est donné par le micro processeur en fonction de :
- La zone dans laquelle on se trouve 01 ou 02 ou 03
- L’heure de la journée
- Le jour de l’année.
L’azimut : Cette opération est manuelle et appréciée par l’opérateur qui lit sur le boîtier la
valeur de l’intensité transformée par le panneau solaire. Lorsque cette intensité est à son
maximum l’opérateur interrompt la rotation et cette position est prise comme référence au
bout de 2 minutes. Durant ce laps de temps il est possible d’affiner son réglage.
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Tour de panneaux
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Constitution
Le système se compose de 3 parties distinctes :
une partie production d’énergie
Les modules
photovoltaïques
convertissent le
rayonnement
solaire en courant
continu.
L'électricité
produite est
stockée dans une
batterie. Lorsque
l'ensoleillement et
la luminosité sont
insuffisants, la nuit
par exemple, la batterie restitue l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'installation. Un
régulateur protège la batterie contre les surcharges et les éventuelles décharges profondes.
une partie opérative
Déplacement en azimut
Cette partie comporte une tourelle équipée
de 2 moto réducteurs à courant continu
permettant le déplacement des panneaux solaires en élévation
( ≈ 90°) et azimut (≈ 270°). Ce système permettant un gain
en énergie de 30% à 50% par rapport à une installation sur support
fixe.
0 à 90°
élévation
270°
Azimut
Déplacement
en
élévation
de DMS.
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une partie commande
Apte à traiter les informations de position du soleil et les
transmettrent aux actionneurs pour effectuer la poursuite
du soleil, détecter les anomalies de fonctionnement et
effectuer les opérations de mise en sécurité de
l’équipement.
Cette partie comprend :
• le boîtier capteurs embarqué sur la tourelle.
• le boîtier de commande équipé des cartes
• électroniques.
• les câbles et connecteurs de liaisons.
Fonctions réalisées
Fonction globale
ÉLÉVATIO
Grandeur
physique
Rayonnement
solaire
Poursuivre le soleil
et positionner la
tourelle de manière
optimale
AZIMUT
Fonctions composantes
ÉLÉVATION
#
ACQUERIR
et
DETECTER
TRAITER
Les
informations
COMMANDER
les
Moteurs
AZIMUT
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Fonctionnement des capteurs embarqués
OMBRE
CAPTEURS
CROISILLO
POSITION A
1 capteur
horizontal est
éclairé :
déplacement en
azimut de la
tourelle
1 capteur vertical
est éclairé :
déplacement en
élévation de la
tourelle
POSITION OPTIMALE
1 capteur vertical et 1
capteur horizontal
éclairés :
déplacement en
élévation et azimut de
la tourelle
Tous les capteurs
éclairés
uniformément:
Tourelle à l’arrêt
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Synoptique
Boîtier
de
commande
Boîtier
capteurs
Moteur
Azimut
Moteur
Elévation
batterie
Microswitch
•
Les capteurs embarqués sur la tourelle sont intégrés à un boîtier étanche résistant au UV.
Les 4 photorésistantes montés sur le croisillon permettent la recherche et la poursuite du soleil. La
détection du jour et de la nuit et pris charge par une photopile au silicium.
•
Le boîtier de commande équipé des cartes électroniques se fixe sur le mât de la tourelle à un
endroit accessible par l’opérateur. L’ensemble des liaisons externes au boîtier sont réalisées par
des câbles et connecteurs étanches.
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3. Le panneau solaire asservi DMS
Le panneau solaire asservi est issu de l’association :
• du panneau solaire Alden avec sa partie opérative qui permet son orientation ;
• de la partie commande de la tour de panneaux solaires adaptée au panneau Alden.
3.1. Analyse fonctionnelle
Analyse du besoin :
L’énergie électrique sur les camping-car permet d’alimenter :
- le moteur de propulsion de la cellule (Souvent Diesel)
- les accessoires tels que :
o Réfrigérateur
o Téléviseur
o Eclairage de la cellule
o Pompe d’alimentation sous pression de l’eau
o …
Afin de différencier les deux principales utilisations de l’énergie électrique, les camping-cars
possèdent en général deux batteries :
- Une pour le moteur et les accessoires liés au véhicule (autoradio, GPS,
…)
-
Une pour l’alimentation des accessoires de la cellule.
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Lors des déplacements fréquents , l’alternateur du véhicule permet la charge normale des
deux batteries. Dans le cas d’un arrêt prolongé, la recharge de la batterie alimentant la
cellule devient impérative.
Un panneau captant l’énergie solaire permet la recharge des batteries par transformation
de l’énergie.
Problématique :
Orienter le panneau solaire perpendiculairement aux rayons du soleil afin d’avoir le
meilleur rendement dans la transformation de l’énergie. Ce réglage varie dans la journée
compte tenu de la rotation de la terre.
Expression du besoin :
Contexte : Constructeur
Produit : Panneau solaire orientable motorisé
Spécification selon un point de vue : Utilisateur
Expression du besoin : Point de vue utilisateur
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Validation du besoin
Pourquoi le besoin existe-t-il ?
Les batteries ont une autonomie en énergie limitée.
Comment pourrait-il disparaître ?
Batteries de très grandes capacités de charge
Comment pourrait-il évoluer ?
Capteur solaire à grand rendement ne nécessitant plus d’orientation du récepteur
Validation :
Le besoin est validé par le nombre de camping-cars qui fonctionne avec des batteries au
plomb nécessitant une charge régulière.
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Analyse fonctionnelle
Définition des environnements
Soleil :
-
Etoile dont l’énergie provient des réactions thermonucléaires de fusion de
l’hydrogène en hélium
Température superficielle moyenne 5800 ° C
Le rayonnement solaire met environ 8 min pour parvenir jusqu’à la terre
Toit du camping-car :
- Tôle aluminium extérieure (1.5mm) ou résine polyester (3mm) sur châssis
- Surface plane minimum de 1200 x 1400
- Couleur clair souvent blanche
- Aspect lisse brillant
Milieu ambiant :
- Ph
- Humidité
- UV
- T°
Œil :
-
Vision d’un individu
Esthétique des formes et des couleurs
Batteries :
- Batterie du véhicule dont la capacité est de environ 400A et une tension de 12 V
- Batterie de la cellule dont la capacité est de environ 300A et une tension de 12 V
à décharge lente
Utilisateur :
- Personne adulte
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Rosace des interacteurs
FP1 : Capter l’énergie émise par le soleil pour le maintien en charge des batteries
FC1 : Etre fixé sur le toit du camping-car
FC2 : Résister au milieu ambiant
FC3 : Etre agréable à l’œil
FC4 : Etre piloté par l’utilisateur
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FAST des fonctions de services
FP1 : Capter l’énergie émise par le soleil pour le maintien en charge des batteries
FT11 : Suivre la course apparente du soleil
FT12 : Transformer l’énergie solaire en énergie électrique
FT13 : Gérer l’énergie électrique
FC1 : Etre fixé sur le toit du camping-car
FT11 : Fixer l’ensemble sur le toit du camping-car
FC2 : Résister au milieu ambiant
FC3 : Etre agréable à l’œil
FT31 : Respecter les couleurs claires du camping-car
FT32 : Donner des formes compatibles avec celles de la cellule
FC4 : Etre piloté par l’utilisateur
FT41
FT42
FT43
FT44
:
:
:
:
Dialoguer avec la partie commande
Traiter les informations
Tourner le capteur autour d’un axe vertical
Tourner le capteur autour d’un axe horizontal
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Constitution et description du panneau solaire asservi
Le panneau solaire, monté sur un socle fixe (fig. 1),
peut être animé de deux mouvements :
•
•
une rotation autour d’un axe vertical, appelée « azimut » ; elle permet de
rechercher les orientations Est et Ouest. Les rotations correspondantes du moteur
d’azimut sont notées respectivement EST et OUEST. Des capteurs de fin de course
de type NO « limite Est » (le) et « limite Ouest » (lo) détectent les positions
extrêmes de cette rotation (voir le système) ;
une rotation autour d’un axe horizontal, appelée « élévation » ; elle permet de
rechercher les orientations Nord et Sud. Les rotations correspondantes du moteur
d’élévation sont notées respectivement NORD et SUD. Des capteurs de fin de
course de type NO « limite Nord » (ln) et « limite Sud » (ls) détectent les positions
extrêmes de cette rotation (voir le système).
Avec l’utilisation d’un bloc de capteurs solaires (fig. 2), la combinaison des deux rotations
permet d’obtenir une orientation optimale du panneau solaire afin que celui-ci soit
constamment perpendiculaire aux rayons solaires. Ce bloc comporte 4 photo résistances
et une photopile.
Fig 1 : Vue d'ensemble du panneau solaire asservi
Fig 2 : Détail du bloc de capteurs solaires
•
La photopile délivre une tension qui est proportionnelle à son éclairement. Deux
valeurs réglables notées lux1 et lux2 déterminent respectivement les seuils
nuit/jour et couvert/ensoleillé (voir les valeurs données dans le document sur les photopiles de
l'onglet "Dossier ressources") de la façon suivante :
lux1 = 0 s’il fait nuit, lux1 = 1 s’il fait jour ;
lux2 = 0 s’il fait jour sans soleil, lux2 = 1 s’il fait soleil.
•
Les photo résistances sont insérées par paire dans un circuit électrique de type
« pont diviseur de tension » dont la tension de référence est environ 12V. À
l’équilibre (même éclairement, donc même résistance), la tension est de 6V.
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L'électronique associée à ces photo résistances permet d'affecter des valeurs
binaires aux variables associées aux différents seuils de tension. Les informations
générées sont les suivantes :
azime = 1 si l’éclairement est du côté Est par rapport à l’axe
du bloc de capteurs solaires ;
azimo = 0 ET azime = 0 si l’éclairement est dans l’axe du bloc
capteurs solaires ;
azimo = 1 si l’éclairement est du côté Ouest par rapport à
l’axe du bloc de capteurs solaires ;
elevn = 1 si l’éclairement est du côté Nord par rapport à l’axe
du bloc de capteurs solaires ;
elevn = 0 ET elevs = 0 si l’éclairement est dans l’axe du bloc
capteurs solaires ;
elevs = 1 si l’éclairement est du côté Sud par rapport à l’axe du bloc
de capteurs solaires
3.2. Analyse temporelle
Fonctionnement
Le fonctionnement du panneau est essentiellement régi
par deux modes :
• le mode automatique qui permet au panneau de
suivre la course du soleil de façon à optimiser le
rendement ;
• le mode repli qui permet de positionner le
panneau à l’horizontale (orientation Nord) et
orienté vers l’Est.
La sélection de l’un des deux modes se fait à l’aide d’un
sélecteur à deux positions stables situé sur un petit
pupitre (voir le système et la figure 3). On y trouve de plus un
interrupteur de type « coup de poing » à accrochage NF
pour l’arrêt d’urgence.
Fig 3 : Pupitre de commande du panneau
(réel et simulation dans Automgen)

Description du fonctionnement du panneau solaire asservi
(Extrait du cahier des charges fonctionnel)
Description du mode repli
Le mode repli est obtenu lorsque l’on positionne le sélecteur sur la position « repli ».
Quelle que soit la position d’origine du panneau, son repli se fait de la façon suivante :
• rechercher le Nord jusqu’à la butée de fin de course Nord ; le panneau est alors à
plat ;
• rechercher l’Est jusqu’à la butée de fin de course Est.
Le système reste dans ce mode tant que le mode automatique n’est pas demandé.
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Description du mode automatique
Le mode automatique est obtenu lorsque l’on positionne le sélecteur sur la position
« auto ». Le bit interne « auto » a pour valeur binaire le complément de la variable
« repli ». Dans ce mode, le fonctionnement est le suivant :
• recherche de la source lumineuse si celle-ci a une valeur suffisante (lux1 = 1) ;
• suivi automatique de la source lumineuse (soleil).
de la source lumineuse
Recherche
• Le panneau part de la position « repli ».
•
•
•
•
•
•
•
•
Le moteur d’azimut est actionné pour rechercher la source lumineuse vers l’Ouest.
Si la butée de fin de course Ouest est rencontrée, la rotation du moteur d’azimut
s’inverse pour repartir vers l’Est.
Si la butée de fin de course Est est rencontrée, la rotation du moteur d’azimut
s’inverse pour repartir vers l’Ouest.
Ce cycle est entretenu tant que l’éclairement des capteurs Est et Ouest n’est pas
dans l’axe du bloc de capteurs solaires.
Lorsque la source lumineuse est trouvée en azimut, le même type de recherche est
lancé en élévation.
Le moteur d’élévation est actionné pour rechercher la source lumineuse vers le
Sud.
Si la butée de fin de course Sud est rencontrée, la rotation du moteur d’élévation
s’inverse pour repartir vers le Nord.
Si la butée de fin de course Nord est rencontrée, la rotation du moteur d’élévation
s’inverse pour repartir vers le Sud.
Ce cycle est entretenu tant que l’éclairement des capteurs Nord et Sud n’est pas dans
l’axe du bloc de capteurs solaires.
Lorsque la source lumineuse est trouvée en élévation, le système passe en situation de
suivi automatique du soleil.
Variante : Dans le cas où la source lumineuse ne peut pas être trouvée (défaut), la
recherche est limitée à 3 cycles avant que le panneau revienne dans le mode repli. C’est la
disparition du défaut qui relance la recherche de la source lumineuse.
Suivi de la source lumineuse

La source lumineuse ayant été trouvée, dès qu’un des ponts du bloc de capteurs perd est
déséquilibré, le moteur correspondant est actionné dans le sens convenable.
L’insuffisance d’éclairement (lux1 = 0) ou le choix du mode « repli » ou la recherche
infructueuse limitée à 3 cycles met fin à ce fonctionnement.
Gestion de l'arrêt d'urgence
Dans toutes les situations, l’appui sur le bouton d’arrêt d’urgence, qui équivaut à une
coupure de courant, fige le système dans l'état où il se trouve.
La remise en service "force" le système au mode repli.
Panneau solaire
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Description de la commande asservie
Modélisation classique
Pour chacun des mouvements, la commande du moteur est réalisée suivant le schéma
blocs suivant :
CPS
PP
eps
CAP
V
REL
cm
MOT
RED
TRA
ang
Consigne de position du soleil exprimée en degré
Position du panneau exprimée en degré
Écart de position
Fonction de transfert du bloc de capteurs
Tension au point central du pont de capteurs
Relais permettant de transformer la tension v en commande binaire du moteur
Tension de commande du moteur (+12V, 0V ou -12V)
Fonction de transfert du moteur à courant continu
Fonction de transfert du réducteur de vitesse
Bloc de transformation radian Æ degré
Angle absolu du panneau (ang = PP)
Modélisation réaliste
Pour chacun des mouvements, la commande du moteur est réalisée suivant le schéma
blocs suivant :
CPS
PP
eps
CAP
V
REL
cm
MOT
RED
Consigne de position du soleil exprimée en degré
Position du panneau exprimée en degré
Écart de position
Fonction de transfert du bloc de capteurs
Tension au point central du pont de capteurs
Relais permettant de transformer la tension v en commande binaire du moteur
Tension de commande du moteur (+12V, 0V ou -12V)
Fonction de transfert du moteur à courant continu
Fonction de transfert du réducteur de vitesse
REMARQUES
• La consigne de position du soleil est une rampe.
• Le schéma blocs ci-dessus est saisi dans le logiciel Did’Acsyde qui permet de simuler
le comportement du panneau suivant l’axe souhaité.
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3.3. Analyse structurelle
SADT
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La partie commande
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La partie opérative
Panneau solaire
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Les 3 sous-ensembles présentés ci-dessus permettent de visualiser :
- Le panneau solaire : Capteur d’énergie par cellules
photoélectriques
- Ensemble des moteurs réducteurs : Positionnement suivant
deux axes du panneau solaire
- Embase : fixée sur le toit du camping-car. Un axe creux est lié à
cette embase et centre une butée à billes qui supporte les
efforts verticaux.
Embase :
Nomenclature : Embase
Panneau solaire
asservi
8
1
7
4
6
1
5
1
4
1
3
1
2
1
1
1
Rep Nb
plaque de liaison
Vis CHC M5-16
Cale de réglage
But ée à billes SNR 51110
Vis butée CHC M5-16
Vis CHC M5-16
Arbre creux de fixation
Plaque de fixation sur le toit
Désignation
E295
Dossier Technique
Galvanisée
NF E25-125
37 Cr 4
NF EN ISO 4027
NF E25-125
NF E25-125
37 Cr 4
E295
Matière
Galvanisée
Observation
Embase
TOURNE-SEUL
Ensemble des moto réducteurs :
Ensemble pivotant avec les 2 moto réducteur de commande d’axes de
rotation :
- Une rotation autour d’un axe vertical ⇒ Moto réducteur de rotation
- Une rotation autour d’un axe horizontal ⇒ Moto réducteur
d’inclinaison
Panneau solaire
asservi
Dossier Technique
Palier
9
4
8
1
7
1
6
1
5
4
4
1
3
1
2
1
1
1
Rep Nb
Ecrou H M6
Vis H M5- 16
Rondelle plate M5 U
Equerre d’entraînement
Vis CHC M5-30
Flasque
Roulement à billes 6204 ZZ
Arbre de liaison
Flasque
Désignation
E295
Z6 CN
E295
NF E 25-401
NF E 25-112
NF E27-611
NF E25-125
ZA27
SNR
37 Cr 4
ZA27
Matière
Observation
Palier
TOURNE-SEUL
Panneau solaire
asservi
Dossier Technique
Moto réducteur de rotation
Support moto réducteur
4
3
2
1
Rep
2
1
1
1
Nb
Vis CHC M4-50
Coquille supérieure
Coquille inférieure
Plaque de protection
Désignation
NF E25-125
PA11
PA11
S185
Matière
Observation
Support moto réducteur
TOURNE-SEUL
Panneau solaire
asservi
Dossier Technique
Entraîneur inclinaison
8
7
6
5
4
3
2
1
Rep
1
1
1
1
1
1
1
1
Nb
Clavette parallèle
Doigt
Rondelle plate M 8 U
Vis H M8-16
Equerre d’entraînement
Entretoise
Came de contact
Arbre
Désignation
S185
S185
NF E27-611
NF E 25-112
NF E25-125
S185
S185
37 Cr 4
Matière
Observation
Entraîneur d’inclinaison
TOURNE-SEUL
Panneau solaire
asservi
Dossier Technique
Réducteur roue et vis sans fin
Panneau solaire
asservi
13
12 1
11 1
10 1
9 8
8 7
7 4
6 1
5 1
4 1
3 2
2 2
1 2
Rep Nb
Couvercle arrière
Roulement à billes ref 6002
Arbre vis sans fin
Vis CHC M4-16
Vis CHC M4-12
Couvercle avant
Bouchon H,M10 x1.25 S300
Corps
Vis sans fin arbrée
Joint d’étanchéité à lèvre Type IE
Flasque
Désignation
Dossier Technique
ZA27
SNR
20Mn Cr5
SNR
NF E25-125
NF E25-125
ZA27
NF E 27-432
ZA27
EN-GJS-400-15 Roue CW453C
SNR
ZA27
Matière
Observation
Réducteur Roue et vis sans fin
TOURNE-SEUL
Moto réducteur 1/200
Le réducteur du moto réducteur est conçu pour réaliser plusieurs
réductions (voir Dossier Ressources)
Panneau solaire
asservi
Dossier Technique
Moto réducteur seul