Conception et construction d`un panneau solaire à air chauffant

Éducation relative à l’environnement
Conception et construction d’un panneau
solaire à air chauffant
Alain Comeau
Sylvain Dumas
Julien Savoie
Rémi St-Coeur
Table des matières
 Partie 1 – Les résultats d’apprentissage visés.
 Partie 2 – Situation problématique
 Partie 3 -- Solution technologique
 Partie 4 – Contraintes et exigences de la conception et
de la fabrication du modèle.
 Partie 5 – Conception, fabrication, essais et évaluation de la
solution technologique.
Partie 1 Résultats d’apprentissage visés
(RAG et RAS).
• RAG 1 – L’élève doit pouvoir comprendre la nature et l’évolution
de la technologie.
Comprendre la technologie associée à la construction d’un
système solaire à air chauffant; (RAS 1.2)
Résultats d’apprentissage visés
(RAG et RAS).
• RAG 2 – L’élève doit pouvoir résoudre des problèmes
faisant appel à la conception de solutions technologiques
appropriées.
 Rechercher et suggérer différentes idées et solutions
technologiques appropriées; (RAS 2.5)
 Évaluer et choisir les solutions technologiques les plus
adéquates; (RAS 2.6)
 Choisir différentes ressources nécessaires à la conception
de la solution; (RAS 2.7)
 Respecter les contraintes et les exigences du problème;
(RAS 2.4)
Résultats d’apprentissage visés
(RAG et RAS).
• RAG 2 – L’élève doit pouvoir résoudre des problèmes
faisant appel à la conception de solutions technologiques
appropriées.
 Coopérer et collaborer avec différentes personnes afin de
résoudre le problème (système solaire); (RAS 2.9)
 Planifier la création et faire le plan de la solution (système
solaire); (RAS 2.10)
 Suivre son plan de construction; (RAS 2.11)
 Expérimenter et évaluer sa solution technologique
(système solaire) et le processus utilisé; (RAS 2.12)
 Résoudre le problème; (RAS 2.14, 2.15)
Résultats d’apprentissage visés
(RAG et RAS).
• RAG 3 – L’élève doit pouvoir démontrer un esprit critique
et un sens des responsabilités face aux effets et aux
répercussions des technologies sur la société et
l’environnement.
 Utiliser de façon judicieuse et efficace les ressources
matérielles; (RAS 3.1, 3.10)
 Respecter les mesures de SÉCURITÉ et les habitudes de
travail sécuritaire; (RAS 3.5)
 Prendre des décisions éclairées en tenant compte des
répercussions anticipées sur la société et l’environnement;
(RAS 3.2, 3.3, 3.4)
Résultats d’apprentissage visés
(RAG et RAS).
• RAG 4 – L’élève doit pouvoir comprendre, utiliser, contrôler
et évaluer différents systèmes technologiques.
 Développer ses compétences en conception et en
construction d’une solution technologique; (RAS 4.6, 4.7)
Résultats d’apprentissage visés
(RAG et RAS).
• RAG 5 – L’élève doit pouvoir connaître des carrières liées
aux technologies et comprendre l’influence de la
technologie sur les carrières.
 Découvrir des carrières en technologie associées à la
conception, à la construction et à l’utilisation des panneaux
solaires à air chauffant. (RAS 5.2)
Partie 2
Situation problématique:
• En devenant propriétaire d’une maison, le coût en
électricité relié au chauffage de l’air est une principale
dépense sur le revenu. Donc, le propriétaire cherche une
solution afin de diminuer le coût du chauffage de la
maison.
Situation problématique (suite)
• De plus, le propriétaire est soucieux de l’environnement et
décide alors d’utiliser une source d’énergie propre et peu
coûteuse pour alimenter sa maison. Il sollicite alors des
experts conseils qui étudieront les besoins du propriétaire.
Partie 2 – Questions:
Vérification des connaissances
1. Pourquoi devons-nous chauffer une maison?
2. Donne une courte description du problème.
3. Quelle sont les sources d’énergie disponibles pour la solution technologique?
Partie 2 – Questions:
Vérification des connaissances (suite)
4. Effectue une recherche d’information afin d’identifier différentes options de
systèmes de chauffage d’air et indique les mots clefs utilisés.
5. Quels sont les contenus pertinents des sites web qui ont piqué votre curiosité,
tout en vous rappelant du défi à relever?
6. Présente la solution que tu suggères au propriétaire de la maison ainsi que tes
raisons aux autres élèves de la classe.
Partie 3
Solution technologique (système technologique proposé)
• Parmi les différentes options de systèmes technologiques qui
pourraient répondre aux besoins énergétiques du couple, on propose
de concevoir et de construire un panneau solaire à air chauffant.
L’énergie produite par un panneau solaire à air chauffant comme
étant peu nuisible à l’environnement, le panneau solaire à air
chauffant est une excellente solution technologique.
Solution technologique
• On sollicite alors ton entreprise qui fera la conception et la fabrication
du panneau solaire à air chauffant. En t’inspirant des différents types
de panneau solaire à air chauffant, tu devras en concevoir et en
construire un.
• Tu devras présenter ton modèle, format réduit au propriétaire et lui
démontrer que ta solution technologique est la meilleure.
Partie 3 – Questions:
Nom:
Date:
Classe:
1. La construction de panneaux solaires à air chauffant peut-elle avoir
des conséquences sur l’environnement? Explique.
2. Nomme des carrières qui peuvent être liées aux panneaux solaires à
air chauffant.
3. Selon toi, pourquoi le propriétaire est-il soucieux de l’environnement?
4. Nomme des sources d’énergie propres et peu couteuses
Partie 4
Contraintes et exigences de la conception et de la
fabrication du modèle
• Le système solaire devra être capable d’augmenter la température de
l’air à la sortie du système.
• La source d’énergie doit venir du soleil.
• La structure doit être solide.
• Ton système devra avoir une dimension de un pied par quatre pieds
et d’une hauteur de six pouces.
Contraintes et exigences de la conception et de la
fabrication du modèle (suite).
• Pour fabriquer ton modèle, tu utiliseras les matériaux suivants:
•
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- Des cannettes ou des drains de gouttière (vide)
- 2 morceaux de plywood
- 1 canne de peinture noir mat
- Des vises 1 pouce et 1/4
- 1 morceau d’isolant 3/4 de pouce avec un bord en aluminium
- Du scellant à la silicone résistant à l’eau et à la chaleur pour bois,
verre et plastique
- Du ruban aluminium
- 1 vitre « plexiglass » ou « lexxan »
- Du ruban coupe-froid renforcé en mousse
- Des angle de fer à 90 degré
Contraintes et exigences de la conception et de la
fabrication du modèle (suite).
• Tu es autorisé à utiliser les outils de l’atelier et le matériel
nécessaire à ton projet en respectant les RÈGLES DE
SÉCURITÉ.
Les panneaux solaires à air chauffant
• Voici différents types de panneaux solaire à air chauffant. C’est
l’intérieur où l’air circule qui est souvent différent (tuyau de sécheuse
aluminium, cannette aluminium, gouttière aluminium, feuille
d’aluminium). On peut changer l’isolant (l’épaisseur et la
composition). On peut aussi changer la composition (du verre,
plexiglass, lexxan) et la forme de la vitre (droite ou concave).
Les panneaux solaires
• L’énergie solaire n’occupe aujourd’hui qu’une petite place
comparativement aux principales sources d’énergie, mais
puisque les principaux combustibles s’épuisent, polluent et
coûtent de plus en plus cher, l’énergie solaire sera de plus
en plus utilisée dans les décennies à venir.
Partie 4 – Questions :
Nom:
Date:
Classe:
• Questions:
• 1 . Quels sont les différents matériaux qui peuvent varier concernant la
construction de panneaux solaires à air chauffant?
• 2. Pourquoi l’énergie solaire va-t-elle devenir de plus en plus populaire dans
l’avenir?
• 3. Où retrouve-t-on généralement des regroupements de panneaux solaires?
• 4. Nomme trois avantages de l’énergie solaire.
Partie 5
CONCEPTION, FABRICATION, ESSAIS ET
ÉVALUATION DE LA SOLUTION
TECHNOLOGIQUE