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CIGE2013-paper95

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ÉTUDE ET DIMENTIONNEMENT D'UN SUIVEUR SOLAIRE POUR LA GÉNÉRATION
D'ÉNERGIE PV
Conference Paper · November 2013
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Tamali Mohammed
Bechar University Faculty of Technology
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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
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