L équipe du Projet Hélios

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1 Projet Hélios L équipe du Projet Hélios Association Projet Hélios Pour la promotion des énergies renouvelables a l Ensmm. Projet Hélios BDE ENSMM 26, chemin de l Épitaphe Besançon cedex FRANCE ens2m.fr

2 I - Présentation générale du besoin Mise en situation Face aux enjeux énergétiques auxquels l humanité est et sera confrontée, il apparait comme indispensable de promouvoir l utilisation des énergies renouvelables. L énergie solaire, renouvelable par définition apparait comme une alternative de choix aux énergies produites par des moyens conventionnels. C est pourquoi nous nous proposons de développer un système de suivi de la position du soleil pour panneaux photovoltaïques afin d améliorer leurs rendement Le besoin et son marché L électricité étant aujourd hui l énergie la plus répandue, sa production constitue incontestablement un marché important Le contexte du projet et ses objectifs Partie d une prise de conscience collective, ce projet a pour but de mettre en pratique nos enseignements mais également de mettre en avant l intérêt que porte notre école à l environnement. II - Expression fonctionnelle du besoin 2.1 Énoncé du besoin Optimiser la production électrique des panneaux photovoltaïques Validation du besoin - Pourquoi le besoin existe-t-il? ProjetHélios Page 2/9

3 La production électrique des panneaux photovoltaïques dépend directement de la quantité de lumière reçue. Pour augmenter cette production, on se propose de suivre le soleil pour récolter un maximum de flux lumineux. - Qu est-ce qui pourrait le faire disparaître? Des panneaux solaires à très haut rendement pourraient se contenter d une faible quantité de lumière pour produire le courant souhaité. La disparition du mouvement relatif de la Terre par rapport au soleil rendrait inutile le système de suivi. (Peu probable!!!) - Qu est-ce qui pourrait faire évoluer le produit? Amélioration du produit grâce à une technologie nouvelle. - Conclusion : le besoin est validé. III - Analyse fonctionnelle du produit Éléments environnants agissant sur le produit : - utilisateur - soleil - panneaux solaires - bâtiment de l ENSMM - système optique - conditions météorologiques - milieu ambiant - énergie - réglage - entretien/maintenance - normes. ProjetHélios Page 3/9

4 FP1 : Orienter automatiquement les panneaux solaires. FP1a : Capter la position du soleil. FP1b : Orienter les panneaux. FP1c : Fonctionner automatiquement. FC1 : S adapter sur le toit de l ENSMM. FC2 : Résister aux conditions météorologiques (neige, vent, grêle, ). FC3 : S adapter à l énergie disponible (électricité). FC4 : Consommer peu d'énergie. FC5 : Être facilement réglable. FC6 : Faciliter la maintenance. FC7 : Être conforme aux normes en vigueur (sécurité,...). FC8 : Pas d'enregistrement préalable de la position du soleil. FC9 : Supporter un ou plusieurs panneaux solaires. FC10 : Rester compatible avec l'ajout de miroirs annexes. FC11 : Ne pas nuire au milieu ambiant (nuisances sonores,...). FC12 : Mémoriser la trajectoire effectuée la veille. FC13 : Orienter les panneaux suivant deux axes. ProjetHélios Page 4/9

5 IV - Caractérisation des fonctions de service Fonction Désignation Critères Niveaux Flexibilité FP1a orienter les panneaux solaires - maintenir la normale au panneau suivant l'axe solaire FP1b FP1c FC1 FC2 FC3 Orienter les panneaux Fonctionner automatiquement s adapter sur le toit de l ENSMM - poids - surface résister aux conditions météorologiques (neige, vent, grêle, ) s adapter à l énergie disponible (électricité) - neige - grêle - vent - pluie intensité maximale sur les capteurs - réseau EDF 230 V AC FC4 consommer peu d'énergie - rentabilité F1 FC5 être facilement réglable - outillage standard FC6 faciliter la maintenance - démontabilité - accessibilité aux composants FC7 FC8 FC9 FC10 FC11 FC12 FC13 être conforme aux normes en vigueur (sécurité,...) Pas d'enregistrement préalable de la position du soleil supporter un ou plusieurs panneaux solaires Rester compatible avec l'ajout de miroirs annexes ne pas nuire au milieu ambiant (nuisances sonores,...) Mémoriser la trajectoire effectuée la veille orienter les panneaux suivant deux axes - poids - surface - poids - encombrement - niveau d'émission sonore - mémoriser N positions moins de 30dB - angle parcouru précision en degrés ProjetHélios Page 5/9

6 V - Analyse descendante Niveau A-0 (actigramme de la fonction globale) : Niveau A0 : ProjetHélios Page 6/9

7 Conclusion : Cet actigramme met en évidence les trois fonctions essentielles du tracker solaire : La fonction Capter la position du soleil qui permettra l acquisition de deux angles par la carte électronique La fonction Élaborer la commande qui se chargera de calculer le mouvement des panneaux à effectuer. Enfin, la fonction Orienter les panneaux qui déplacera les panneaux suivant deux axes de rotation. Détail des fonctions techniques : FC1 : s'adapter sur le toit de l'ensmm FT1 : fixer le tracker sur le toit de l'ensmm FC2: résister aux conditions météorologiques (neige, vent, grêle, ) FT2 : être étanche FT3 : être stable FC3 : s adapter à l énergie disponible (électricité) FT4 : transmettre l'énergie électrique FC4 : consommer peu d'énergie FT5 : utiliser l'électricité produite par les panneaux FC5 : être facilement réglable FT6 : utiliser des pièces standard FC6 : faciliter la maintenance FT7 : faciliter l'accès aux pièces à entretenir FT8 : être compatible avec l'outillage standard ProjetHélios Page 7/9

8 FC7 : être conforme aux normes en vigueur (sécurité,...) Normes électriques Normes mécaniques Normes de sécurité FC8 : pas d'enregistrement préalable de la position du soleil FT9 : capter un extrema de luminosité FC9 : supporter un ou plusieurs panneaux solaires FT10 : s'adapter au support des panneaux FC11 : ne pas nuire au milieu ambiant (nuisances sonores,...) FT11 : réduire les émissions de bruit FC13 : orienter les panneaux suivant deux axes FT12 : tourner autour du premier axe FT13 : tourner autour du deuxième axe ProjetHélios Page 8/9

9 Solutions technologiques : Avantages Inconvénients FT1 Vis + chevilles - démontable - bonne stabilité - puissance d'accrochage - trous sur le toit? - vieillissement? Socle ciment - réalisation facile - bonne stabilité - puissance d'accrochage - vieillissement - indémontable Avantages Inconvénients FT2 Joints - prix - mise en place - durée de vie Chicanes - durée de vie - réalisation Téflon - doit faire le tour de l'objet - s'adresse aux corps solides FT3 Trépied - réglable - stable Avantages Inconvénients Plaque - stable - non réglable ProjetHélios Page 9/9

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