SOURCE D'ENERGIE RENOUVELABLES : ALIMENTATION « SANS-FIL »

Pierre HERBELIN Mercredi 11 juin 2014
Gaëtan LAVOUE
Grégory MENDES
EI2I-3
SOURCE D'ENERGIE RENOUVELABLES : ALIMENTATION
D'UN NOEUD DE RESEAU DE CAPTEURS DE TEMPERATURE
« SANS-FIL »
4. PARTIE 1 THEORIQUE : ESTIMATION DE LA CONSOMMATION DE LA
CHARGE : CAPTEUR DE TEMPERATURE SANS FIL
4.1. ESTIMATION DE LA CONSOMMATION ELECTRIQUE D'UN NOEUD
QT1 : A partir de la figure 4, la valeur moyenne sur une seconde de l'intensité de courant utilisé par
le nœud de capteur sans-fil est 0,7mA. Pour obtenir cela, nous avons multiplié le temps par le
courant pour chaque partie de la courbe et additionné ces résultats.
QT2 : En supposant d'une part, que nous alimentons ce nœud de capteur sans-fil avec des
accumulateurs de type piles AAA ayant une capacité de 1000mAh, et d'autre part, que la tension de
sortie des piles reste constante et égale à la valeur idéale (3V), nous pouvons en déduire que la
durée de vie des piles sera de 0,4h soit 24minutes.
5 . PARTIE 2 : LA SOURCE D'ALIMENTATION
5.1. MODULES PHOTOVOLTAÏQUES
5.1.2. TEST PRELIMINAIRE DE MODULE PV
QT3 : En utilisant les liens de la Table 1, nous avons cherché dans la notice de ces modules les
valeurs points de fonctionnement caractéristiques et nous les avons entrés dans le tableau ci-
dessous :
Valeurs théoriques
Amorphe Cristallin 500mV Cristallin 5V
Voc(V) 7,7 0,59 5,9
Isc(mA) 14,8 435 88
Jsc(A/m²) 4,47 124 23,7
Vmax(V) 5,9 0,5 5
Jmax(A/m²) 8,03 114 21,86
Température 25°C 25°C 25°C
Iradiation 1000 w/m² 1000 w/m² 1000 w/m²
Nombre de cellules - 1 10 en série

QP1 : Pour les modules Amorphe_6V et le SiCristallin_5V ; nous avons mesuré avec l'éclairage de
la pièce les caractéristiques suivantes :
La technologie qui a subit le plus de perte est la cellule SiCristallin car la puissance utile est plus
faible pour le même éclairement.
5.1.3. CARACTERISTIQUES COURANT-TENSION D'UN MODULE PV C-SI : INFLUENCE DE
L'INTENSIT2 DE LUMIERE SUR LE POINT DE FONCTIONNEMENT MAXIMAL
TP3 : a) Nous avons pour différentes valeurs de l'intensité de l'éclairement relevé la tension et le
courant aux bornes de la cellule de grande taille pour différentes valeurs de résistance de charges.
Vous pouvez trouver les résultats dans les tableaux ci-dessous :
Valeurs pratiques
Cellule Amorphe Cellule SiCristallin 5V
V oc(V) 4,37 3,44
Isc(mA) 0,44 0,66
Rapport Jsc 0,0297297297 0,0075
Puissance (W/m²) 29,7297297297 7,5
Tension (V) 2750 lux Courant (mA) Ppv
5,24 0,49 2,5676
5,22 0,57 2,9754
5,2 0,7 3,64
5,18 1 5,18
5,17 1,2 6,204
5,14 1,62 8,3268
5,13 2 10,26
5,11 2,34 11,9574
5,09 3,04 15,4736
5,03 5,24 26,3572
5 6,11 30,55
4,98 7,13 35,5074
4,68 15,4 72,072
4,36 20 87,2
4,16 21,6 89,856
3,55 23,6 83,78
0,92 24,8 22,816
0,5 24,9 12,45
0,5 25 12,5
Tension (V) 1400 lux Courant (mA) Ppv
4,85 0,45 2,1825
4,84 0,5 2,42
4,84 0,64 3,0976
4,83 0,81 3,9123
4,81 1,27 6,1087
4,78 2,1 10,038
4,76 2,8 13,328
4,6 5,96 27,416
4,54 6,93 31,4622
4,25 9,87 41,9475
4,12 10,7 44,084
3,6 12,37 44,532
2,49 13,42 33,4158
0,31 13,86 4,2966
0,27 13,88 3,7476
0,26 13,93 3,6218

Analyse des mesures : a) Voici l'évolution courant tension puis l'évolution de IPV en fonction de
VPC et de PPV en fonction de VPV pour les 4 intensités de l'éclairement :
Evolution courant/tension :
2750 LUX : 1400 LUX :
920 LUX : 470 LUX :
Tension (V) 920 lux Courant (mA) Ppv
4,67 0,43 2,0081
4,67 0,56 2,6152
4,66 0,86 4,0076
4,63 1,2 5,556
4,59 1,93 8,8587
4,52 2,99 13,5148
4,49 3,38 15,1762
4,44 3,8 16,872
4,31 4,89 21,0759
4 6,51 26,04
3,66 7,46 27,3036
2,95 8,3 24,485
1,28 8,7 11,136
0,23 8,93 2,0539
0,17 8,97 1,5249
Tension (V) 470 lux Courant (mA) Ppv
1,76 0,16 0,2816
1,6 0,18 0,288
1,35 0,21 0,2835
1,13 0,23 0,2599
0,85 0,25 0,2125
0,62 0,27 0,1674
0,54 0,28 0,1512
0,44 0,28 0,1232
0,33 0,29 0,0957
0,24 0,29 0,0696
0,19 0,29 0,0551
0,16 0,29 0,0464
0,11 0,29 0,0319
0,01 0,29 0,0029
0,005 0,29 0,00145
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Tension (V) 1400 lux
Courant (mA)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tension (V) 920 lux
Courant (mA)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Tension (V) 470 lux
Courant (mA)
0
5
10
15
20
25
30
Tension (V) 2750 lux
Courant (mA)

Evolution IPV en fonction de VPC :
2750 LUX : 1400 LUX :
920 LUX : 470 LUX :
Evolution de PPV en fonction de VPV :
2750 LUX : 1400 LUX :
0123456
0
10
20
30
Courant (mA) à 2750 lux
Courant (mA)
0123456
0
5
10
15
Courant (mA) à 1400 lux
Courant (mA)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
0
2
4
6
8
10
Courant (mA) à 920 lux
Courant (mA)
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Courant (mA) à 470 lux
Courant (mA)
0123456
0
20
40
60
80
100
Ppv
Ppv
0123456
0
10
20
30
40
50
Ppv
Ppv

920 LUX : 470 LUX :
b) Nous avons par la suite déterminé les paramètres Isc, Voc, Vmax et Imax de ce module pour les 4
valeurs de l'éclairement. Les calculs sont présentés dans le tableau ci-dessous, suivi du tracé de
l'évolution de ces paramètres en fonction de l'éclairement.
Evolution de Vmax, Imax, Voc et Icc en fonction de l'éclairement :
c) Oui il existe une relation entre Vmax et Voc car Voc est le point d'intersection entre l'axe des
abscisses et la tangente de la courbe représentant le courant en fonction de la tension au point
Vmax.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
0
5
10
15
20
25
30
Ppv
Ppv
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
Ppv
Ppv
Lux 2750 1400 920 470
Vmax(V) 5,24 4,85 4,67 1,76
Imax(mA) 25 13,93 8,97 0,29
Voc 5,09 4,3 4,44 0,44
Icc 3,04 7,5 3,8 0,28
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0
5
10
15
20
25
30
Vmax(V)
Imax(mA)
Voc
Icc