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But du Projet

Le but de ce projet est de récupérer l'énergie d'une cellule photo-voltaïque, et de la transférer dans un condensateur adapté.

Au-delà c'est également la régulation et le contrôle de cette énergie qui devient l'enjeu et la subtilité de ce projet.


Fichier:Recupération d'énergie Diapo.pdf


Présentation du projet

Pour mesurer la récupération d'énergie, nous allons utiliser Arduino Uno, qui servira à la fois de capteur et d'interface afin de déterminer quand est-ce que le condensateur est chargé ou non. L' intérêt est d'éviter un déchargement de ce dernier lorsque la tension aux bornes du condensateur sera supérieure à celle apportée par la cellule photo-voltaïque. En effet, l’énergie accumulée dans le condensateur sera reconduite automatiquement dans le panneau photovoltaïque.

1w-5-5v-panneau-solaire-petit-module-cellule-pv-po.jpg

Il faut donc par conséquent écrire un programme sur Arduino correspondant à ces attentes.

Egalement, nous allons devoir concevoir un schéma électrique qui permettra de stopper ou de disperser l'énergie une fois que celle-ci ne pourra plus aller dans le condensateur.

Nous utiliserons également un relais, qui par le bien d'arduino aura la charge de réaliser une isolation galvanique du circuit lorsque le rechargement du condensateur sera effectué. C'est-à-dire qu'il permettra l'ouverture et la fermeture d'un circuit électrique par un second circuit complètement isolé.

De plus le relais permet de dissocier la partie commande de la partie puissance évitant ainsi une surcharge sur la carte Arduino si la tension dépasse les 5V (tension maximale accepté par la carte Arduino Uno).

Cahier des charges

Le courant obtenu par le circuit électrique sera lu par Arduino et sera transformée en tension, de ce fait Arduino pourra alors procéder aux mesures en temps réel des différentes données, et agir en conséquences. 

 Nous hésitons entre un schéma électrique utilisant un pont diviseur de tension où l'énergie pourra se vider dans les résistances ou alors un circuit en parallèle qui servira simplement à l'énergie de circuler. Un commutateur sera alors simplement placé pour permettre l'entrée de l'énergie selon le chargement électrique du condensateur. 

Capteurs nécessaires

La mesure se fera à l'aide du capteur solaire qui n'est autre que la cellule photovoltaïque, transformant ainsi l'énergie solaire en signal électrique.

Arduino suivra l'évolution de la tension aux bornes du condensateur et une fois que cette dernière aura atteint un seuil qu'on mesurera. Le programme permettra ainsi la délocalisation de l'énergie.

Transducteurs nécessaires

La source de lumière est simplement la lumière blanche du Soleil, un rayonnement naturel de la salle.

Besoins électriques

Nous nous procurons un condensateur d'une capacité de 10 000 µF ainsi que 2 résistances :

- une première est de 10 Ohm.

- la seconde est de 20 Ohm.

Nous pouvons à partir d'un calcul théorique : E=1/2CU² quantifier l'énergie stockée.

Nous avons besoin également d'un relais électrique Keyes 5V.

Besoins Mécaniques

Nous avons à notre disposition 1 panneau voltaïque, de taille réduite, à peine plus grand qu'une carte bancaire.

Arduino

Le programme Arduino sera centré sur la valeur du seuil de tension aux bornes du condensateur. En effet, c'est à partir de cette valeur que le condensateur commencera à se vider de son énergie et la renvoyer dans le circuit. C'est donc une valeur clé.

DSC 0302.JPG

Programme Arduino

int mesure;

int tension;

void setup() {

  pinMode(13,OUTPUT);

}

void loop() {

  mesure = analogRead(0);

  tension = mesure*5/1023;

  Serial.println(tension);

  Serial.println("V");

  if(tension > 4,3) {

  digitalWrite(13,LOW);

}

else

{

  digitalWrite(13,HIGH);

}

}

Tests

Nous avons passé une matinée pour tester le temps pour ce condensateur choisi de 10 000 µF, son temps de chargement est d'environ 180 minutes (3 heures).

DSC 0280.JPG

Mesures

DSC 0273.JPG

Nous avons avec l'assistance d'un voltmètre mesuré de cette valeur de tension seuil aux bornes du condensateur qui est de 4.3 V.

Problèmes rencontrés

Notre projet est inabouti, en effet nous avons effectués de nombreux mauvais choix.

Tout d'abord nous nous sommes lancés dans la réalisation d'un premier projet où nous voulions récupérer l'énergie à partir d'un freinage ou du mouvement des roues d'un vélo afin de toujours avoir de l'énergie pour pouvoir allumer la lampe fixé au guidon du vélo (ainsi que la lampe placé à l'arrière). Face aux difficultés de s’accaparer le matériel nécessaire pour l’exécution et la mise en place de cette idée, nous nous sommes dirigés vers ce projet actuel.

Nous avons aussi fait le choix de constituer un schéma électrique avec un pont diviseur de tension, qui s'avère être l'option la moins cohérente.

Nous avons également eu une difficulté à synchroniser le programme Arduino avec le circuit électrique. Nous pensons justement que la faille provient d'un relais électrique mal adapté ou bien d'un circuit qui opère mal la dispersion de l'énergie.

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