See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/275406867 ÉTUDE ET DIMENTIONNEMENT D'UN SUIVEUR SOLAIRE POUR LA GÉNÉRATION D'ÉNERGIE PV Conference Paper · November 2013 CITATIONS READS 0 9,150 2 authors, including: Tamali Mohammed Bechar University Faculty of Technology 81 PUBLICATIONS 96 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Energy Economy View project Process Monitoring (RasPI Monitor) View project All content following this page was uploaded by Tamali Mohammed on 25 April 2015. The user has requested enhancement of the downloaded file. ÉTUDE ET DIMENTIONNEMENT D’UN SUIVEUR SOLAIRE POUR LA GÉNÉRATION D’ÉNERGIE PV MOKEDDEM Ali & TAMALI Mohammed Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Technologie Université de Bechar N°185 Hay Elfourssan Dabdaba Bechar [email protected] & [email protected] ENERGARID Lab. - SimulIA Abstract—L’intérêt porté à l'énergie solaire, et à son C’est a dire l’augmentation de performance des panneaux utilisation dans divers domaines, soit énergétiques, chimiques oufixes . même médicales, n'est pas nouveau, mais à cause de son 2- Source de revenu supplémentaire : importance qui devenait plus évident chaque jour que son La rentabilité financière étant directement liée à la précédent. productivité énergétique, un suiveur de soleil maximise notre Dans ce contexte, on a essayé de trouver dans ce travail des solutions pour bien optimiser l'utilisation de cette énergie eninvestissement. Une telle installation n’est pas une source contrôlant le panneau solaire et on le dirigeant vers le soleil,d’économie mais bien un revenu supplémentaire pour le perpendiculairement à ses rayons le long de sa durée de luminosité,particulier ou l’entreprise. pour s’adapter à sa vitesse micro-régulière, cet ordre cosmique est caractérisé par sa rigueur infinie, si on peut trouver des voies et des II. LES MODELES MATHEMATIQUES DE LA PRODUCTION DE lois physiques proches de point de vue précision et exactitude de ce système, nous pourrons bien exploiter ses ressources et c'est ce qui PUISSANCES MAXIMALES D’UN MODULE PV s'applique à la coordination du panneau solaire à la vitesse du soleil En général, il y’a beaucoup de modèles mathématiques de et à la verticalité de ses rayons. Cela conduirait à la production puissance permettant de déterminer la puissance maximale d’une grande capacité électrique qui augmente le rendement du panneau solaire et donc, dispenser ou abaisser l’utilisation des fournie par un générateur photovoltaïque en fonction de sources énergétiques traditionnelles (combustibles), cela conduit à variation de l’irradiation solaire et la température ambiante. nous présenterons d’abord trois modèles, dont le premier son tour à une diminution des émissions de gaz responsables de l’effet de serre et à une maintenance de la stabilité du système c’est un benchmark, et les deux autres sont des modèles naturel. mathématiques permettant de déterminer la puissance I. INTRODUCTION l’étude effectuée à la licence est convenus que la définition de l'économie d'énergie correspond à une diminution de la consommation énergétique, permettre d'identifier les gisements d'économie d'énergie et de mettre en œuvre rapidement des actions de maîtrise de l'énergie rentables économiquement et réduire l'émission de gaz à effet de serre par intégration des ressources renouvelables (système PV). On à résumer notre problématique par : 1- Augmentation de la productivité énergétique des panneaux classiques : maximale en fonction de variation des conditions météorologiques et puis nous comparons les modèles présentés. On a choisier le module 3 de Borowy et Salameh est le plus optimale pour notre cas à plusieurs raisons : on peut utiliser ce modèle dans les régions chaude comme la région de sud d’Algérie (Bechar). Il nous donner des formules pour calculer le point optimum de voltage et le courant sous condition d’arbitraire; Ce modèle fait usage des spécifications des modules PV offerts par les fabricants, donc il offre une façon très simple d'accomplir la puissance produite par les modules PV Il nous donner une relation mathématique pour calculé la puissance maximale produite pour un nombre de modules séries et parallèles. Fig. 2. La carte géographique de wilaya de Béchar B. Graphique cartésien III. CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DU PANNEAU PHOTOVOLTAÏQUE A. Schéma Cinématique Le schéma cinématique simplifié du mécanisme d’entraînement des deux panneaux photovoltaïques mobile est représenté dans la figure n°1. Fig. 3. Le graphique cartésien de la trajectoire du soleil. C. Graphique polaire Fig. 1. Schéma cinématique d’un panneau photovoltaïque B. Etude mécanique la vitesse de rotation du panneau ; ά=15dg/h = 0,26 rd/h. longueur d’une journée (à Béchar) ; est égale à 12h La puissance totale est : PT= PP+ PV +PF PT= 61.1+16.19.24=96.82W ; PT ≈100 IV. LOGICIEL DE SIMULATION PV EN LIGNE Fig. 4. Le graphique polaire de la trajectoire du soleil. Ce logiciel nous permit de calculer la position du soleil dans le ciel en un point de la terre à un moment donné de la journée. A. Schéma Cinématique D. Tables TABLE I L’ANGLE SOLAIRE ZENITHAL, L’ANGLE DE DECLINAISON ET LE TEMPS DE L’ENSOLEILLEMENT PV To Workspace g Iref wm wref régulateur PI g D m S Mosfet <Speed wm (rad/s)> G Régulateur à hystérésis Iref G Ia Vdc 24 V 0.26 Vitesse de réference(rad/s) D1 Couple résistant(N.m) -CLs <Speed wm (rad/s)> <Armature current ia(A)> Filter m MCC TL dc A- F- A+ F+ Vf 24V V. CHOIX ET MODELISATION DU MOTEUR A COURANT CONTINU Fig. 6. modèle d’un système de suiveur de soleil sous Matlab/Simulink Le moteur responsable de faire tourner le panneau est alimenté par l’énergie électrique générée par le panneau photovoltaïque. B. Résultats de simulation La figure suivante montre les résultats de simulation de notre système PV asservi en vitesse Ω. Fig. 5. schéma d’asservissement de vitesse 9 VI. IMPLEMENTATION DU SYSTEME SOUS MATLAB/SIMULINK 8 7 A. Modèle sous Matlab/Simulink 6 Ia 5 Nous avons utilisé le logiciel Matlab par la simulation de notre système (suiveur de soleil).la figure ci dissous montre le modèle de système implémenté sous l’environnement Simulink. 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 t Fig. 7. Variation du courant de gâchage 6 7 x 10 4 0.6 Début 0.5 0.4 0.3 Ω Initialisation RB0 et RB1 : Sorties RC0 et RC1 : Entrées RA0 : Entrée Analogique Sortie 0 0.2 0.1 0 -0.1 0 1 2 3 4 5 6 t 7 x 10 4 Lecture de la tension sur RA0 (LDR) Fig. 8. Variations de la vitesse de référence Ω On trouve bien que la vitesse de moteur à courant continue(Ω) suit sa référence Ωréf =0.26rf/s , ζ =0.7 et on trouve que ζ n’excède pas 0,7. VII. PROGRAMMATION DU PIC Le PIC utilisé dans cette application est programmé en N o Tension < 2 ,5 V Pascal. L'utilisation du langage Pascal permet d'alléger considérablement le développement d'une application. La figure suivante présente une fenêtre du compilateur micro pascal utilisé dans ce projet : Oui RB1 1 (Moteur sens arrière) Lecture de l’état de la broche RC1 (capteur fin de course) RC1 = 1 Lecture de l’état de la broche RC0 (capteur fin de course) N o RC0 = 1 N o Oui Oui RB0 1 (Moteur sens avant) Lecture de l’état de la broche RC0 I I+1 Attente 10 ms I = 50 Ou RC0 =1 Fig. 9. Configuration de programme Oui C. Organigramme NB : Le capteur fin de course RC0 et RC1 sont fermés au repos Tension sur l’LDR < 2,5v Jour Tension sur l’LDR >2,5v Nuit RB0 0 (arrêt moteur) Attente 5 s VIII. SIMULATION ET ROUTAGE A. Présentation de l’ISIS N o Fig. 10. Configuration du schéma de simulation par ISIS B. Fonctionnement de la carte de simulation Notre proposition pour transformer un panneau photovoltaïque fixe en un suiveur de soleil afin d’améliorer son rendement, s’appui sur les données de site lui-même , alors notre système est aveugle ne s’appui pas sur des capteurs Et à cause du changement de caractéristiques de site dans chaque région géographique, on doit faire une étude détaillée de site, en exprimant : la durée d’ensoleillement et l’angle solaire Azimut. Ces deux données nous permettons de calculer la vitesse de soleil. Cependant, on doit faire une autre étude mécanique sur le panneau qui nous permettons de trouver la force adéquate pour faire tourner le panneau de l’Est vers l’Ouest. Le système qu’on a proposé peut être utiliser tous seule pour piloter un panneau suiveur solaire et même on peut introduire dans un système de poursuite avec des capteurs (ou quelque soit système défirent) et joue un rôle de système auxiliaire qu’on peut utiliser dans les cas au les capteur sont perturbé (neige,sable,……. ) ou détruire c’est qui assuré la continuité de service. REFERENCES Fig. 11. Schéma de routage par ISIS IX. CONCLUSION GÉNÉRALE L’électricité solaire PV est l’une des disciplines mondiales les plus importantes dans le développement durable actuellement .face a cette importance View publication stats [1] S. M. Metev and V. P. Veiko, Laser Assisted Microtechnology, 2nd ed., R. M. Osgood, Jr., Ed. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 1998. [2] J. Breckling, Ed., The Analysis of Directional Time Series: Applications to Wind Speed and Direction, ser. Lecture Notes in Statistics. Berlin, Germany: Springer, 1989, vol. 61. [3] S. Zhang, C. Zhu, J. K. O. Sin, and P. K. T. 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