Système d'énergie solaire de suivi du soleil

introduction

Sources d'énergie

Avec le développement croissant, il y a un besoin ultérieur d'énergie pour chaque partie de la vie humaine. La principale source d'énergie est la nature, qui fournit plusieurs sources comme les combustibles fossiles. Les ressources naturelles peuvent être classées en sources d'énergie non renouvelables et renouvelables.

Les sources d'énergie non renouvelables comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont principalement utilisées, mais ne peuvent pas être reconstituées. En outre, des facteurs tels que le réchauffement climatique et la hausse continue des carburants entravent l'utilisation de ces sources d'énergie.

Désormais, le seul moyen est d'utiliser des sources d'énergie renouvelables, qui peuvent être reconstituées et remplacées. Les exemples sont l'énergie éolienne, l'énergie solaire, l'énergie thermique.

De cette énergie solaire est la plus primaire.

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Le soleil comme source d'énergie

La fusion nucléaire dans le noyau actif du soleil produit une température intérieure de 10⁷K et un flux de rayonnement interne de distribution spectrale inégale. Ce rayonnement interne est absorbé dans les couches passives externes qui sont chauffées à environ 5800K. Ce rayonnement génère de l'énergie lumineuse sous forme de photons qui transportent une grande quantité d'énergie et d'impulsion. Ces photons peuvent être déviés ou absorbés pendant leur voyage du soleil à la terre.

La terre reçoit une puissance de rayonnement solaire d'environ 1,73 * 10¹⁴KW. Cette puissance reçue en continu s'intègre à une énergie totale de 5,46 * 10^vingt-et-unMJ par an. L'énergie solaire est donc la source d'énergie la plus pertinente nécessaire pour répondre aux demandes croissantes de l'humanité.

Il existe trois façons différentes de collecter cette énergie, en fonction du type de collecteur:

• Les capteurs à plaque plate sont le type de capteur le plus couramment utilisé aujourd'hui. Ce sont des réseaux de panneaux solaires disposés dans un plan simple.
• Les collecteurs de focalisation sont essentiellement des collecteurs à plan plat avec des dispositifs optiques agencés pour maximiser le rayonnement tombant sur le foyer du collecteur. Ceux-ci ne sont actuellement utilisés que dans quelques zones dispersées. Les fours solaires sont des exemples de ce type de collecteur.
• Les collecteurs passifs sont complètement différents des deux autres types de collecteurs. Les collecteurs passifs absorbent le rayonnement et le convertissent en chaleur naturellement, sans être conçus ni construits pour le faire.

Panneaux solaires

Parmi ces assiettes plates, les collecteurs sont les plus largement utilisés. Un exemple est un panneau solaire.

Un panneau solaire est un groupe de cellules solaires disposées dans une matrice. Ces panneaux peuvent rassembler une puissance comprise entre 10 et 300W.

Une cellule solaire est un dispositif semi-conducteur à deux couches utilisé pour absorber le rayonnement. Il fonctionne sur le principe du photovoltaïque, ce qui implique la génération de tension grâce à la lumière incidente. Lorsque la lumière tombe sur les couches, elle excite les électrons, les faisant sauter d'une couche à l'autre, formant une charge électrique.

Source de l'image - etap - etap

Le système de réception d'énergie solaire typique comprend les éléments suivants

1. Panneau solaire - Pour recueillir de l'énergie.
2. Onduleur - Pour convertir la puissance CC reçue en CA.
3. Batterie - Pour stocker l'alimentation CC reçue.

Montage de panneaux solaires

L'une des contraintes majeures dans l'utilisation des panneaux solaires est la manière dont ils sont montés pour recevoir le maximum d'énergie lumineuse du soleil.

Les facteurs qui affectent le rendement ou l'efficacité du panneau solaire sont les suivants:

• Direction: Dans le cas où l'emplacement est l'hémisphère nord, les panneaux doivent être orientés plein nord et l'emplacement étant l'hémisphère sud, les panneaux doivent être orientés plein sud.
• Inclinaison ou orientation : Les panneaux solaires doivent avoir une inclinaison égale à la latitude de leur emplacement. Lorsque l'inclinaison de la rotation de la terre change, les panneaux solaires doivent être ajustés pour obtenir un maximum de lumière.
• Type de surface : Une surface plus large est généralement préférée, car elle reçoit un maximum de lumière solaire.

Pour rendre le montage efficace des panneaux, afin qu'ils reçoivent une lumière solaire adéquate, des dispositifs appelés Trackers sont utilisés qui pointent les panneaux vers la terre.

Il existe deux types de trackers:

une. Tracker passif :

Les trackers passifs utilisent un système dans lequel un liquide se déplace lorsqu'il est chauffé par le soleil et est utilisé pour déplacer le panneau, revenant automatiquement à la bonne position pour le matin. Il se compose de deux réservoirs tubulaires placés sur les côtés du panneau solaire de sorte qu'en cas de panneau non aligné avec le soleil, le liquide dans les réservoirs est chauffé de manière inégale, provoquant une différence de pression. Cette différence de pression, à son tour, amène le liquide à se déplacer vers le réservoir à basse température. Ainsi, à mesure que le niveau de liquide fluctue entre les deux réservoirs, le changement de poids entraîne la pesanteur pour faire tourner le tracker avec l'orientation du Soleil. Ils sont moins chers et ne nécessitent aucun appareil électrique et nécessitent moins d'entretien. Cependant, les mécanismes conventionnels de détection de la lumière peuvent ne pas s'avérer précis pendant les jours nuageux et ils ne sont pas non plus efficaces.

b. Tracker actif :

Un tracker actif se compose généralement de moteurs comme un servomoteur ou un Moteur pas à pas pour faire pivoter le panneau. Idéalement, le rayonnement solaire frappe le panneau à des angles de 90 °. Le moteur maintient le panneau à cet angle, pour recevoir le rayonnement maximum. Le contrôle du moteur peut être effectué de l'une ou l'autre des deux manières. Une manière consiste à utiliser un système électronique pour calculer la position astronomique du soleil à l'emplacement particulier et faire tourner en conséquence le panneau solaire selon une orientation perpendiculaire au soleil à des intervalles de temps prédéfinis. Une autre commande utilise un agencement de capteur pour détecter la luminosité dans le ciel et faire pivoter en conséquence le panneau perpendiculairement à l'orientation du soleil.

Application de la méthode ci-dessus

Application de montage de panneaux solaires

Le moteur pas à pas est commandé à l'aide du microcontrôleur 8051 , via le pilote de relais IC ULN2003A. Il se compose du panneau de faible puissance sur son arbre et fournit une rotation de 0 à 180⁰ rotations par pas de 5 secondes d'intervalle chacun. Cette rotation du moteur pas à pas correspond à la rotation de la terre autour du soleil, qui représente des changements de 180 ° dans la direction de la terre par rapport au soleil. Le moteur pas à pas est programmé pour fournir une rotation de 90 ° la plupart du temps.