1 Optimisation du rendement d’un panneau solaire par hélio-tropisme

1.1 Présentation de l’étude1.1.1 Motivation

L’une des interrogations du XXIème siècle sera sans doute celle de l’énergie. Face à l’appauvrisse-ment des ressources en combustibles fossiles et face aux préoccupations environnementales, de nom-breuses réponses ont été envisagées, parmi lesquelles les sources d’énergie renouvelables. L’énergiesolaire est l’une d’elles, très attractive car potentiellement illimitée mais encore pénalisée par de faiblesrendements.

1.1.2 Lien avec le thème de l’année

Notre étude s’intéresse à l’orientation de surface (à savoir l’orientation du panneau solaire) endirection du soleil, de manière automatisée et en vue d’améliorer un rendement (calcul de puissancesélectriques).

1.1.3 Objectifs

L’objectif de l’étude est de quantifier le gain en puissance apporté par les systèmes de suivi du soleilenvisagés : suivi par calcul de la position du soleil (équations de l’astronomie), suivi par utilisation derésistances photoélectriques. Il s’agit de les comparer à la solution fixe (Quels avantages procurent-ils ?Quels inconvénients présentent-ils ?), afin d’envisager les applications pratiques de chacun des systèmes.L’expérience permettant de mener l’étude a fait appel à un ensemble motorisé et commandé par uneinterface de type PICBASIC.

1.2 DémarcheIl a d’abord été nécessaire de s’intéresser aux normes utilisées dans le milieu de la construction

solaire. Nos contacts avec des entreprises spécialisées et le livre d’Anne LABOURET ont permis d’iden-tifier les conventions d’orientation de panneaux solaires utilisées. De plus, l’étude de la constitutiond’une photopile a permis d’identifier les avantages théoriques de l’orientation.

Nous nous sommes alors intéressés à un suivi utilisant les équations du soleil, fournies par l’IMCCE.Nous pensions qu’un module de commande simple (de type PICBASIC) permettrait un suivi précisà l’aide de ces équations. Elles se sont avérées trop complexes pour le PICBASIC, qui ne gère pasles fonctions trigonométriques. Suite à une simplification de ces équations il a été possible de réali-ser cet asservissement. Une première expérience (avec positionnement manuel du panneau) a conclupositivement à l’intérêt d’un tel système.

Suite à cette solution nécessitant une étape de calcul (ainsi que la connaissance des coordonnéesgéographiques du lieu), nous nous sommes penchés sur un suivi automatique du soleil, selon un mon-tage proposé par Mr Louis CHAMBON. Ce montage consiste à comparer des tensions aux bornes derésistances photoélectriques couplées. Le panneau se positionne alors jusqu’à égalité des tensions.

1.3 Conclusions et perspectivesPar l’expérience, nous avons conclu positivement quant au bénéfice énergétique de tels systèmes

de suivi. La technique de suivi grâce aux résistances photoélectriques présente de plus l’avantaged’être totalement autonome. Les applications pour notre système sont essentiellement industrielles,afin d’augmenter la production d’une installation de grande envergure.

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2 Contacts et documents

2.1 Documents– Cellules Solaires, les bases de l’énergie photovoltaïque, Anne LABOURET, ETSF, 2005.– Documents techniques motorisation et éléments électroniques.– Documentation du module PICBASIC et aide au développement en langage PICBASIC (société

Lextronic).– Science et vie, Mai 2009, n̊ 1100– Documents de l’IMCCE, envoyés par Mme MARTINEZ.– Astronomical algorithms, par Jean MEEUS.

2.2 Contacts– Mme MARTINEZ employée à l’IMCCE (Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephé-

mérides.– Mr Patrick ROCHER, astronome à l’IMCCE, spécialiste des éphémérides.– Mr Bertrand CHAMBON, directeur de Kailatech (société spécialisée dans l’étude et l’installation

de panneaux photovoltaïques.– Mr Louis CHAMBON, ingénieur.

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