Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 ETUDE D'UNE ALIMENTATION AUTONOME MATERIEL : - Maquette vigipark - Oscilloscope numérique - Imprimante - Ordinateur COMPETENCES ATTENDUES : - Déterminer l'autonomie d'une alimentation autonome à partir d'un cahier des charges et de plusieurs essais. PRE-REQUIS : - Savoir utiliser des appareils de mesure - Connaitre le principe de calcul de l'énergie REFERENTIEL : - B1 : Convertir et distribuer de l'énergie B12 Les circuits de puissance - Alimentation autonome. Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 1/9 Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 ETUDE D'UNE ALIMENTATION AUTONOME Ce Tp permet d'étudier le principe de fonctionnement d'une alimentation autonome (Batterie + Panneau solaire) - Principe de chargement d'une batterie avec un panneau solaire - Mesure de la consommation d'un système (VIGIPARK) et calcul de l'autonomie d'une l'alimentation autonome. SCHEMA DE PRINCIPE : PANNEAU SOLAIRE BATTERIE Up Ub Surveillance de la charge de la batterie (Température et tension) T (°C) Ub Ub : Tension batterie Up : Tension du panneau solaire - Lorsque la température de la batterie est trop élevée, le système de surveillance coupe la charge de la batterie (Voir dossier technique). - Lorsque la tension de la batterie est trop élevée, le système de surveillance coupe la charge de la batterie (Voir dossier technique). Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 2/9 Mécanisme de réservation d’emplacement de parking 3/9 TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 VIGIPARK I ETUDE DE LA CHAINE D'ENERGIE : 1.1 Encadrer en rouge ci-dessous les deux blocs correspondant à l'alimentation autonome ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Capteurs Informations Microcontroleur Liaison Série RS232 Entrée Série d'un PC CHAINE D'INFORMATION Energie Solaire CAPTER Panneau Solaire STOCKER Batterie 7AH CONVERTIR Commande + Moteur TRANSMETTRE Réducteur + mécanique Energie Mécanique CHAINE D'ENERGIE 1.2 Expliquer rapidement le principe d'une alimentation autonome à l'aide du schéma bloc cidessus Le panneau solaire (BLOC CAPTER) permet de transformer l'énergie solaire en énergie électrique. La batterie stocke cette énergie électrique (BLOC STOCKER) Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 II ETUDE DU PANNEAU SOLAIRE : 2.1 A l'aide des courbes I=f(V) pour les éclairements : - E = 500W/m2 - E = 800W/m2 - E = 1000W/m2 Déterminer les courants de fonctionnement (Ib) lorsqu'on recharge une batterie de 12V. I1 = 0,35A I2 = 0,55A I3 = 0,70A Pour E = 500W/m2 Pour E= 800W/m2 Pour E = 1000W/m2 0,7A 0,55A 0,35A Tension Batterie 12V Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 4/9 Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK 5/9 TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 2.2 Réaliser la courbe Ibat = f(Puissance de rayonnement du soleil) Ibat 0,7A 0,55A 0,35A 500W 800W 1000W P 2.3 Déterminer la durée nécessaire afin de recharger une batterie de 12V - 7AH. REMARQUE : En moyenne, un panneau solaire fonctionnement à sa puissance maxi pendant une durée de 9 heures par jour. (Puissance de rayonnement du soleil : Psol = 1000W). En pratique, un panneau fonctionne en moyenne entre 2h et 3,3 h par jour à sa puissance maximale. Pour cette question, on considère que le panneau fonctionne 9h afin d'avoir des résultats corrects avec la maquette. Energie fournie par le panneau solaire pour 1 heure = 12 x 0,7 = 8,4 Wh Energie fournie par le panneau solaire pour 24 heures = 8,4 x 9 = 75,6 Wh Energie maxi de la batterie = 12 x 7 = 84 Wh 84 Durée de recharge 10heures 8,4 2.4 Mesurer le courant consommé par le système lorsque le moteur ne fonctionne pas (Courant consommé par une carte électronique). Icarte = 0,24A Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 2.5 Calculer l'énergie consommée par le système pendant une journée de 24h lorsque le moteur ne fonctionne pas. W consommée par la carte = 0,24 x 24 x 12 = 69,1 Wh 2.6 Calculer l'énergie stockée dans la batterie. REMARQUE : Faire un bilan de l'énergie fournie par le panneau (Wpanneau), l'énergie consommée par le système (Wconsommée) et l'énergie stockée par la batterie (Wbatterie). Wbatterie = Wpanneau -W consommée par la carte (Bilan d'énergie pour une journée de 24 h) Wbatterie = Wpanneau -W consommée par la carte Wbatterie = 75,6 - 69,1 = 6,5 Wh emmagasinée pour une journée 2.7 Recalculer le temps nécessaire pour recharger la batterie en tenant compte de la consommation de la carte. Durée de recharge Wénergie_ max i _ de _ la _ batterie Wenergie_ emmagasin ée _ pour _ une _ journée 84 12,9 jours 6,5 On remarque que la consommation de la carte est importante et la durée de recharge est augmentée 12,9 jours au lieu de 10 heures. ATTENTION : Un oscilloscope permet seulement de relever une tension en fonction du temps. Le relevé de courant est réalisé à l'aide d'une résistance mise en série avec le moteur R = 3,3 Ohms. La tension mesurée est proportionnelle au courant U = R x I La Résistance est intégrée au pupitre. Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 6/9 Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 2.8 Relever la courbe imoteur = f(t) à l'aide d'un oscilloscope.(Imprimer le résultat et coller cidessous) REMARQUE : Pour réaliser cette mesure, mettre directement l'oscilloscope aux bornes des sorties COURANT MOTEUR. Les essais seront réalisés pendant la montée et la descente en mode manuel. I=f(t) pendant la montée I=f(t) pendant la descente Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 7/9 Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 2.9 A l'aide des courbes ci-dessus, estimer l'énergie consommée pendant une descente et une montée.(Déterminer la surface de la courbe et calculer l'énergie) Nombre de carreau : environ 7,5 0,2 W 7,5 * *12 1,5mWh descente 3,3 * 3600 Nombre de carreau : environ 9 0,2 W 9* *12 1,8mWh montée 3,3 * 3600 2.10 En considérant que le bras fonctionne environ 10 fois par jour (10 montées et 10 descentes). Déterminer l'énergie consommée par le moteur pendant une journée. Wmoteur = 10 x (Wdescente + Wmontée) Wmoteur = 10 x (1,5 .10-3 + 1,8 .10-3) Wmoteur = 33 mWh 2.11 Calculer l'énergie stockée dans la batterie pendant une journée en tenant compte de la consommation de la carte et du moteur. REMARQUE : Faire un bilan de l'énergie fournie par le panneau (W panneau), l'énergie consommée par le système (W consommée) et l'énergie stockée par la batterie (W batterie). W batterie = W panneau -W consommée par la carte -Wmoteur Wbatterie = Wpanneau -W consommée par la carte -Wmoteur Wbatterie = 75,6 - 69,1 - 33.10-3= 6,47 Wh emmagasinée pour une journée 2.12 Recalculer le temps nécessaire pour recharger la batterie. Durée de recharge Wénergie _ max i _ de _ la _ batterie Wenergie _ emmaga sin ée _ pour _ une _ journée 84 13,0 jours 6,47 Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 8/9 Mécanisme de réservation d’emplacement de parking VIGIPARK TECHNIPACK® - réf. VIG4 - Notice n° 211140 2.13 Comparer l'énergie consommée par le moteur et par la carte électronique pendant 24h. Réaliser une conclusion On remarque que la consommation du moteur est faible par rapport à la consommation de la carte électronique. Le système en mode veille consomme beaucoup. Zone Juliette - Bât.126B Orly Fret 720 - 94399 Orly Aérogare Cedex - France Tél. 01.49.75.46.46 - Fax 01.49.75.47.64 –email : [email protected] – www.ecodime.com Reproduction interdite – Copyright Ecodime 2002© 9/9