Conception du système de poursuite solaire

Conception du système de poursuite solaire

Inconvénients

– Les prix de fabrication et d‘installation des panneaux sont assez élevés.
– Il est impossible d‘obtenir une autonomie énergétique complète par le biais de panneaux solaires seulement (problème de l’intermittence).
– Le rendement énergétique est plutôt faible (15% pour le classique et environ 30% pour le photovoltaïque à concentration).
Bien sûr, on peut améliorer l’apport des panneaux en les dotant d’un système de poursuite solaire.

Système de poursuite solaire

Introduction
Un tracker solaire ou suiveur solaire est un système utilisant le principe de l’héliostat. C’est une structure portante qui permet d’orienter les capteurs solaires constamment vers le soleil. Ceci permet d’en augmenter la productivité de manière substantielle.
Suivre le soleil d’une manière rigoureuse ne peut se faire que sur deux axes : en azimut (d’Est en Ouest, à mesure de l’avancée de la journée) et en inclinaison des capteurs (selon l’avancée du jour) : suiveur à deux axes. Toutefois, il existe des suiveurs à un seul axe, typiquement en azimut, l’angle d‘inclinaison étant fixé selon l’optimum local.
Etat de l’art des suiveurs solaires :
Les premières applications des suiveurs solaires remontent vers les années 1750 où le principe repose sur l‘utilisation de l‘héliostat (figure II-3). La rotation du miroir de l‘héliostat est assurée par un mécanisme d‘horlogerie. La plus ancienne mention du système se trouve dans des publications datant de 1742 du physicien néerlandais Willem Jacob‘s Gravesande. Un champ d‘héliostats repère le mouvement du soleil en convergeant les rayons lumineux vers un même point, concentrant ainsi la lumière incidente en employant des miroirs de réflexion, tout au long de la journée. Ce principe se rencontre dans diverses installations utilisant l‘énergie solaire, notamment les centrales solaires à concentration appelés champs d‘héliostats. Un exemple en France est la centrale solaire Thémis qui, après avoir fonctionné de 1983 à 1986, fait l‘objet d‘une nouvelle expérimentation depuis 2007.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Géométrie solaire-Trajectoire solaire

I. Introduction
II. Le mouvement de la terre autour du soleil
II.1. Le Soleil
III. La sphère céleste
III.1. Grandeurs géographiques et astronomiques
III.1.1. Repérage d’un site à la surface terrestre
III.1.1.1 Les coordonnées géographiques
III.1.2. Détermination de la direction du soleil
III.1.2.1. Les coordonnées équatoriales
III.1.2.2. Les coordonnées horizontales
III.2. Mouvement apparent du soleil
IV. Les temps solaires
IV.1. Le Temps Solaire Vrai (T.S.V)
IV.2. Le Temps Solaire Moyen (T.S.M)
IV.3. Équation du temps (Et)
IV.4. Temps légal TL
IV.5. Temps universel TU
IV.6. Lever et coucher du soleil
V. Détermination de la position du soleil par rapport à un plan incliné
V.1. La hauteur du plan γ
V.2. Azimut du plan α (ou angle d‘orientation du plan)
V.3. Angle d’incidence sur un plan quelconque
V.4. L‘inclinaison β
VI. Rayonnement solaire au sol
VI.1. Les types de rayonnements solaire
Conclusion
Chapitre II : Conception du système de poursuite solaire
I. Introduction
II. Convertisseurs solaires
III. Système de poursuite solaire
III.1. Introduction
III.2. Etat de l‘art des suiveurs solaires
III.3. Les types de suiveurs solaires
III.3.1. Suiveurs solaire passif
III.3.2. Suiveur solaire actif
III.3.2.1. Suiveur solaire mono-axe
III.3.2.2. Suiveur solaire double axe
IV. Méthodes et techniques de poursuite
IV.1. Introduction
IV.2. Les méthodes de poursuite
IV.2.1. La méthode des capteurs de lumière
IV.2.2.La méthode astronomique
Chapitre III : Réalisation du suiveur solaire

I. Introduction

II. Description du système de poursuite
III. Description des composants électroniques
III.1.2. Alimentation
III.1.3. Programmation
III.1.4. Raisons du choix Arduino Mega 2560
III.2. Moteur pas à pas
III.2.1. Spécification
III.2.2. Fonction globale
III.2.3. Commande d‘un moteur pas à pas
III.2.4. Le couple d’un moteur pas à pas
III.3. Circuit ULN2003
IV. La simulation via PROTEUS_ISIS et la réalisation du système du suiveur du Soleil
IV.1. Etapes de développement du programme
IV.2. Simulation par le logiciel PROTEUS_ISIS
IV.2.1. La partie opérative
IV.2.1. La partie de commande
VI.3. Réalisation du système
VI.3.1.Moteur pas à pas unipolaire
VI.3.2. Boutons poussoirs
VI.3.3. Circuit de puissance (driver ULN2003)
VI.3.4. Afficheur LCD (16*2)
VI.3.5. Système global
Conclusion CONCLUSION GENERALE