SERIE 2 C12 - Comportement énergétique des

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1 C1- Chaîne d énergie SERE 2 C12 - Comportement énergétique des systèmes VGPARK premiere S OBJECTF : Valider par le calcul l autonomie du système VGPARK alimenté par accumulateur et panneau solaire Savoirs et savoir-faire associés : - A2 L'analyse fonctionnelle interne. - B121 L'alimentation en énergie. - C12 Comportement énergétique des systèmes Matériel à mettre en œuvre : - Systéme Vigipark, - Oscilloscope numérique équipé d une imprimante. Documents à utiliser : Dossier technique, feuille réponse. Conditions de réalisation : En binôme. 1 heure 30. Critères d'évaluation Clarté du compte rendu justesse des calculs. PROBLEME TECHNQUE On souhaite valider par le calcul l autonomie du système VGPARK alimenté par accumulateur et panneau solaire, en particulier le dimensionnement de l accumulateur. le système doit fonctionner en autonomie 24H sans soleil. Démarche : 1 estimer la consommation électrique du système pendant 24h 2 vérifier que l énergie stockée par l accumulateur donne une autonomie de 24h (journée sans soleil) 3- vérifier que l énergie produite par le panneau solaire en 24h d ensoleillement normal permet de faire fonctionner le système 48H (dont 1 journée sans soleil) DONNEES TECHNQUES : En complément du dossier technique : Consommation au repos du système : 15 ma On admettra que la tension fournie par l accumulateur ou le panneau solaire est constante à 12V. La place de parking est occupée en moyenne par 10 véhicules différents chaque jour. (10 montées + 10 descentes du bras) L éclairement moyen journalier du panneau solaire est de 0.8 KW /m2 pendant 3H.

2 premiere S C12 - Comportement énergétique des systèmes VGPARK Dossier PEDAGOGQU E Travail à faire 1 ETUDE DE LA CHANE D ENERGE. (feuille réponse N 1). 11- Compléter l approche interne des chaînes d énergie et d information. 12- Repérer (encadrer en rouge) les blocs correspondants à l alimentation autonome. 13- Donner les raisons pour lesquelles l alimentation est autonome. 2 ESTMER LA CONSOMMATON D ENERGE ELECTRQUE DU SYSTEME E EN 24H A l aide des données techniques. 21- Déterminer par le calcul la consommation en énergie électrique du moto-réducteur pour un cycle montée +descente du bras : Méthode : A partir des mesures de courant effectuées pendant la montée et la descente en mode manuel.(doc reponse) (il sera possible d effectuer cette mesure en présence du professeur) - Estimer l'énergie consommée pendant un cycle. déaliser la caractéristique pour déterminer le courant moyen en montée et descente formules à utiliser : puissance instantanée :P = U énergie W = P t (exprimée en Joules) donc W = U**t dans le cas d un cycle : énergie totale W = U*(1*t1 + 2*t2) (en Watt) 22 Estimer par le calcul la consommation électrique totale sur 24h Développer le calcul en tenant compte de l énergie consommée par l électronique interne au repos. 3 VERFER QUE L ENERGE STOCKEE PAR L ACCUMULATEUR ULATEUR DONNE UNE AUTONOME DE 24H (Correspondant à 1 journée sans soleil) formules à utiliser : énergie exprimée en Wh : 12 V - 7 Ah caractérise l énergie stockée par un accumulateur. Celle-ci correspond à un débit de 7A pendant 1H avec une tension de 12V. soit 84 Wh (12*7*1 Wh) ou 84 * 3600 J (1Wh=3600 joules) 4 - VERFER QUE L ENERGE PRODUTE PAR LE PANNEAU SOLARE EN 24H 2 D ENSOLELLEMENT NORMAL PERMET DE FARE FONCTONNER LE SYSTEME 48H (2 jours dont 1 jour sans soleil) 41 estimer graphiquement la puissance moyenne fournie par le panneau solaire 42- en déduire l énergie produite en 24H 43 Vérifier l autonomie du système. conclure

3 1 ETUDE DE LA CHANE D ENERGE. SCHEMA DE PRNCPE : PANNEAU SOLARE Ups Ubat BATTERE vers carte électronique de commande et de puissance Surveillance de la charge de la batterie (Température et tension) T ( C) Ubat Ubat : Tension batterie Ups : Tension du panneau solaire Remarque : - Lorsque la température de la batterie est trop élevée, le système de surveillance coupe la charge de la batterie. - Lorsque la tension de la batterie est trop basse, le système de surveillance informe l'opérateur. approche interne Commandes Etats physiques ACQUERR Capteurs, boutons poussoirs TRATER Microcontrôleur AT90S8515 COMMUNQUER Liaison RS232, Transistors CHANE D'NFORMATON port Série d'un PC Ordres Energie Solaire ALMENTER DSTRBUER CONVERTR TRANSMETTRE Energie Mécanique CAPTER STOCKER CHANE D'ENERGE

4 (ma) Pointe de courant (Démarrage du moteur MCC) Tdesc Fonctionnement à vide du moteur MCC (Voir mécanisme du système) moydes c Fonctionnement en charge du moteur MCC DESCENTE du BRAS Tdesc = moydesc = (ma) Fonctionnement en charge du moteur MCC MONTEE du BRAS Tmont = moymont = 4 - Energie produite par le panneau solaire : Energie produite par le panneau du système Vigipark, en fonction de l ensoleillement. Ex : pour un ensoleillement de 1KW/m2, le panneau délivre 0.7A sous 12V, soit 0.7*12= 8.4 W

5 Fiche guide N 1 - Relevé de la caractéristique =f(t) du moteur : Méthode : Les essais seront réalisés pendant la montée et la descente en mode manuel. Une tension image du courant moteur, disponible aux bornes d une résistance de 3,3Ω est appliquée sur l entrée de l oscilloscope (fiche guide 1) - Utilisation et raccordement de l(oscilloscope numérique Haut MARCHE nfrarouge AUTO ARRET CAPTER Panneau Solaire U p Acquisition Emis TRANS Tra MONTER TELECMD DESCENDR p Buzzer Réduct eur PUPTRE UHF Batterie 7 Ah Tension Température Command e Montée Descente U m Surintensité Moteur C = K. Réglage de l oscilloscope : - VERTCAL : CH1 couplage CC.mV/cm - HORZONTAL : declenchement dur niveau TRGGER : Source CH1 mode auto couplage CC base de temps 0.5 à 1s/ cm - Utiliser au mieux l écran de votre oscilloscope. Régler votre base de temps en concordance avec le temps d'évolution du système. En cas de difficultés pour le réglage de l oscilloscope, appeler le professeur.