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tracking system pour concentrateur solaire



  1. #1
    hello0156

    tracking system pour concentrateur solaire


    ------

    Bonjour a tous,
    voila, jme presente, je m'appelle Vincent, je mene actuellement un projet sur un concentrateur solaire muni d'un dispositif pour traquer le soleil afin que les rayons soient en permanence concentres au meme endroit dans le but de fusionner des seringues en plastique.

    Donc voila, je dispose de la structure et je dois concevoir le systeme de tracage. Pour toute la partie electronique avec les phototransistors, ca ca a l'air au point, j'ai deja bien avance. Mon probleme est qu'il faut que je trouve un moteur pour entrainer tout ce petit monde. J'ai donc mesure dans un premier temps le couple qu'il fallait appliquer a ma structure pour qu'elle se deplace, je suis arrive a C=4.3 N.m (une masse de 2kg appliquee sur une rou de 220mm de rayon), jusque la j'ai bon, non?

    Ensuite j'ai applique un coefficient de securite (2) histoire d'etre sur de ne pas sous-dimensionner mon installation, ce qui me donne pour mon moteur un couple de 8.6 N.m. Ce qui me donne 88000g.cm ou 67.7in.lbs (a la louche) qui sont les unotes plus souvent utilisees sur les sites constructeurs pour definir le couple d'un moteur.

    Mais voila mon probleme, je n'arrive pas a trouver de moteur qui corresponde a ces exigences a moins de prendre un truc vraiment cher et lourd. Donc je ne comprend pas trop car ca me semblait vraiment pas etre un probleme, c'est comme un moteur de volet roulant ou de leve vitre et ca devrait etre assez courant. Donc est ce que je me suis plante dans les calculs? Ou alors j'oublie des trucs essentiels? L'electronique/electrotechnique n'est pas vraiment ma tasse de the et je m'apercois que j'aurais peut etre du ecouter un peu plus en cours, mais bon maintenant, il faut que je m'y mette...
    Si qqun pouvais m'expliquer un peu la relation entre couple et RPM ca m'aiderais bien aussi.

    Merci d'avance pour votre aide.

    -----

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  3. #2
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bjr Hello....
    Le probléme c'est que t'as fait des calculs avec disons l'axe moteur en prise
    "directe" sur le systéme à faire déplacer.
    Dans ces conditions le moteur devra tourner TRES lentement (1 tour 24 heures), mais avoir un FORT couple suivant la masse à entrainer.
    Pas facile de trouver un moteur qui tourne à 1 tour 24heurs (moteur couple: jette un coup d'oeil sur le forum "technologie" sujet moteur couple).
    Mais t'as pas besoin d'un tel "bijou" en ce qui concerne le traking du soleil.
    Faut partir d'un moteur "classique" et lui adapté un train réducteur qui lui au final tournera à 1 tour 24 h.
    Tu n'auras plus de probléme de couple et cela meme avec un moteur ridicule !!Tu pourras utiliser des moteurs pas à pas ou asynchrone minuscules.
    Cordialement

  4. #3
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Salut f6bes, merci pour ta reponse, interessant comme solution mais le probleme (si toutefois c'est un probleme) c'est que j'aimerais alimenter ce moteur a l'aide d'un petit panneau photovoltaique afin que le systeme soit totalement autonaume. Suivant l'ensolleillement, la puissance generee par le panneau n'est pas la meme (la tension varie non? dites moi si je me plante..). Ce qui implique que la tension aux bornes du moteur ne sera pas constante. Ca devrait donc influer sur sa vitesse de rotation et au final, mon systeme ne sera pas oriente correctement, c'est ce que je redoute un peu. C comme ca que ca marche ou je suis dans le faux???

  5. #4
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bjr Hello,
    Tu ne pourras pas échapper au REDUCTEUR de vitesse.
    Ton "énergie" de commande doit etre stable et commandable, donc pas d'utilisation DIRECTE d'un panneau solaire. Faudra la stockée .
    La vitesse va devoir etre STABLE, RIGOUREUSE et éventuellement
    AJUSTABLE avec une bonne précision, ce qui va nécessité une interface de "génération de l'énergie".
    Ceci ne concerne que la "gestion de commande de l'énergie".Faudra aussi une interface de suivi (on peut éventuellement s'en passer).
    Comment se passer du traking asservi: il faut que le sytéme soit monter sur une table équatoriale correctement positionné (dépend de la latitude du lieu).
    Ensuite suffit que le moteur de suivi COMPENSE la rotation de la Terre.
    Dans cette facon de faire il n'y a pas d'ASSERVISSEMENT à la position du soleil. On suit son parcours THEORIQUE dans le ciel.
    Il serait bon de mettre en ligne la partie électronique de ton projet (hitoire de voir la solution retenue).
    Lien sur cde moteur:
    http://serge.bertorello.free.fr/synchro/synchro.html
    http://serge.bertorello.free.fr/pasapas/pasapas.html
    Cordialement

  6. #5
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Je ne pense que mon budget ne supportera pas le cout d'une batterie, meme petite. Le 'tracking system' doit etre relativement bon marche et panneau PV et le moteur (que je n'ai toujours pas trouve) mangeront deja une bonne part du budget je pense.

    Je pensais partir sur une solution d'un system asservi par 2 phototransistors captant la lumiere a l'est et a l'ouest separes par une paroi verticale. Lorsque mes 2 capteurs recoivent la meme quantite de lumiere rien ne se passe, jusqu'a ce qu le capteur est se retrouve dans l'ombre ce qui declenche ainsi le moteur jusqu'a ce que mes 2 capteurs recaptent la meme quantite de lumiere. Ainsi je ne pense pas avoir besoin d'energie de commande stable et je pourrais ainsi utiliser le panneau pv en direct (ou presque). La partie electronique peut etre assez simple ou un peu plus complexe suivant les options que je veux avoir (retour a la position initiale...). J'essaye d'afficher bientot la partie electronique, mais pour l'instant la partie qui me pose probleme, c'est plus le choix du moteur car ca conditionne pas mal de choses.. et je suis franchement une bille la dedans.. du coup j'ai encore qq petites questions.

    Est il possible de reduire le nombre de RPM tout en gardant un couple suffisant sans reducteur (de maniere electronique par exemple)? Ces 2 parametres sont ils lies, si oui qqun pourrait il me donner la relation?

    Sinon, mes calculs au niveau du couple sont justes?? Pourquoi je n'arrives pas a trouver de moteur 12V DC comme ca sur internet? Je trouve des plus gros, des plus petits, mais jamais ce qu'il me faut au niveau du couple...

    Autre petite question: pour mon application, je dois considerer le couple au demarrage qui est different du couple annonce par le constructeur dans les caracteristiques non?

    Merci beaucoup
    Vincent

    PS: merci pour les liens

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    BJr Hello...
    Comment penses tu pouvoir faire tourner un moteur à 1 tour 24 h (vitesse moyenne).Tu n'en trouvers pas.
    Ton systéme risque surtout ce créer de l'hystérésie et un phénoméne de "pompage" , mais bon en fait t'as pas besoin d'une grande précision vue que ce n'est que pour récupérer que de la chaleur.Tu peux donc faire un suivi "saccadé".
    Tu ne pourras pas baisser la vitesse d'un moteur simple sans perte de couple et cela risque d'aller trés vite.
    Vaut mieux garder les carastéristiques moteur et ne faire des corrections que, par exemple toutes les minutes ou plus.Cela sera du suivi "pas à pas" mais cela n'a pas guére d'importance dans ton cas.
    Mais le réducteur sera obligatoire (et tu gagnes en couple en plus !)
    Cordialement
    Regarde là aussi:
    http://forums.futura-sciences.com/sh...acking+solaire

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  10. #7
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Merci pour tes conseils, en effet, je pense que l'ajout d'un reducteur sera indispensable.
    J'ai besoin d'une bonne precision pour mon systeme car il concentre les rayons du soleil en un point, la moindre erreur de tracage decale donc aussitot le point, l'erreur maximale que je puisse avoir est de l'ordre de 2-3 degres pas plus. Je pense que le systeme asservi est la meilleure solution. Alimenter le tout avec un panneau photovoltaique reste possible non. Je pense que tant que mes tension d'alimentation montage/panneau correspondent il y a juste a faire attention au courant appele au demarrage du moteur et ca devrait aller.

    Sinon toujours le meme probleme, trouver le moteur.

  11. #8
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bjr Hello...
    Voyons la précision nécessaire:
    360 ° sur 24 h= 360/24 =15° à couvrir par heure.
    Je prends 1 ° de précision.
    Il va donc falloir (en minute) 60/15=4 minutes pour 1 ° degré.
    Tu peux donc faire un rattrapage SEULEMENT toute les 4 minutes et
    t'auras une précision de 1°.Si tu passes à 2 ° le rattrapage passe à
    8 minutes.T'est donc pas OBLIGE de faire un suivi CONSTANT tout en GARDANT une bonne précision (on est pas en astro dans le cas présent !)
    Cordfialement

  12. #9
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Citation Envoyé par hello0156 Voir le message

    Sinon toujours le meme probleme, trouver le moteur.
    Re Hello..
    Pour le moteur ,je pense que tu n'as que l'embarras du choix !!!!
    Faut d'ABORD déterminer le facteur de réduction du réducteur !
    Dans un catalogue (Conrad) je vois: moteur 120 t/mn à 6 v (avec un réducteur inclue) alimenté entre 3 et 9 v. Couple en sortie du réducteur 7 kg/cm.
    Quel rapport de réduction faut il pour tourner à 1 t/jour ?
    120x60x24=172800 (rapport de réduction à créer)
    Ce qui veut dire que dans le meme temps le couple passe de 7kg/cm à
    7x172800= 1 209 600 kg/cm (pas tout à fait vrai, il y a des pertes)
    T'es pas prét de le caler en bout d'axe !!
    Bon faut faire le réducteur, ca c'est sur !
    Prix du moteur 16,90 E !!!!
    Bien sur le calcul est à refaire suivant le moteur choisi et son couple de départ,
    mais c'est pas ca qui manque !
    Cordialement

  13. #10
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Salut,

    Bon au final je pense utiliser un moteur pas a pas commande pas un micro processeur, au niveau prix c'est a peu pres la meme chose, c'est juste un peu plus de boulot en programation. Comme ca tout devient possible donc c'est cool, car j'ai trop peur de me planter avec un moteur DC au niveau rpm car au final je ne peut pas utiliser de reducteur trop grands.

    Je pense utiliser un rapport de reduction de 4, ce qui me permet de considerer un couple de 2.2 N.m. Sinon quelles caracteristiques je dois considerer pour choisir mon moteur car il fonctionnera essentiellement sur sa partie demarrage (utilise en asservissement). Le couple est donc delicat a choisir. De plus pour la consommation de ce moteur elle sera bien differente de la consomation nominale, je devrais considerer les pics au demarrage, pensez vous qu'un simple condensateur (en appoint) pourrait resoudre le probleme?

    Merci pour vos reponses.

  14. #11
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bsr Hello...
    Question simple: quelle est la vitesse MINIMALE que tu penses obtenir avec ton moteur ? Je suppose que c'est un 200 pas/tour.

    Qui dit ASSERVISSEMENT dit fonctionnement permanent.
    Va pas etre facile de ne faire faire qu'UN TOUR au systéme avec démultiplication de 4 seulement !!

    Comment vas tu t'y prendre ??

    Une chose à ne pas oublier aussi, une fois qu'il a fait EST-->OUEST, faut penser qu'il va falloir qu'il revienne à l'EST pour le lendemain (prévoir un retour RAPIDE).


    Cordialement

  15. #12
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Salut,

    je ne vois pas pourquoi un asservissement necessite forcement un fonctionnement du moteur permanent.!?

    Lorsque mes capteurs m'indiquent que mon system n'est plus 'bien oriente', ca active une tempo de quelques minutes, au bout de ce delay le moteur se met en route jusqu'a ce que le systeme soit bien oriente et se met en stand by, et ainsi de suite...

    Avec un moteur pas a pas, cela ne devrait pas etre bien difficile. Sinon au niveau vitesse, je ne sais pas trop encore, de l'ordre de 2-3 tours/min, ca semble possible non?

    merci

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  17. #13
    riostyles

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bonjour a tous,
    Un asservissement peu couteux peut etre realise de la facon suivante:
    Prolomger l'axe du moteur par une tige filetee.
    Un ecrou prisonnier d'une biellette elle-meme solidaire de l'ensemble pivotant transmet le mouvement. Un moteur en tout ou rien est suffisant.
    Il s'agit simplement du principe de la vis sans fin. L'ensemble sert en meme temps de reducteur selon le pas de la tige.
    Le moteur ou l'accouplement tige/moteur doit etre orientable. Un bout de tuyau d'arraosage fait l'affaire pour l'accouplement.

  18. #14
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Citation Envoyé par hello0156 Voir le message
    ..
    Lorsque mes capteurs m'indiquent que mon system n'est plus 'bien oriente', ca active une tempo de quelques minutes, au bout de ce delay le moteur se met en route jusqu'a ce que le systeme soit bien oriente et se met en stand by, et ainsi de suite...
    Bjr hello....
    Reste donc à savoir dans quelle DIFFERENCE de mesures tu vas DECIDER que le systéme "n'est plus bien orienté" !
    Il faudra bien DECIDER d'un écart "type" et dire dans ce cas "ce n'est plus bon" et je (asservissement) mets le moteur en route !
    Ce qui revient à faire ce que cité plus haut : un fonctionnement en "pas à pas".
    Si ton "pas" de DIFFERENCE est trop "fin",le moteur n'aura pas le temps de démarrer qu'il faudra qu'il s'arréte (peut etre pas trés bon cela).
    Pour peu qu'il y ai un peu de "jeu", il risque de dépasser la position, donc
    l'asservissement le renvoie en arriére, etc... gare à l'hytérésie !!

    Un suivi "théorique" élimine cela, ainsi que l'asservissement, mais c'est toi qui décide!!
    Pourquoi faire simple si on peut compliquer !
    Cordialement

  19. #15
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Salut,

    Mon systeme est compose de 2 LDR separes par 1 plaque verticale, j'ai joins un petit schema pour comprendre le tout, c'est assez basique dans ce qui ce fait au niveau tracking.

    Pour ce qui est de l'histerisis, c'est ce le role de la temporisation qui met tout le system en stand by des que mes 2 cellules sont de nouveau eclairees de maniere identiques. Apres pour que ca marche, il faut juste trouver le bon moteur (faible RPM (2-3 tr/min)) et couple adequat, ca se trouve sans probleme... Ca revient a faire du pas a pas sauf que c'est plus facile a commander et moins cher.

    Le seul point negatif est que le ;oteur est sans arret mis en route et arrete...

    sinon heuuu... riostyles je n'ai pas tout compris au principe.

    A+
    Images attachées Images attachées

  20. #16
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Salut a tous,

    etant donne que l'elaboration du 'tracking system' final traine un peu, j'ai decide de realiser un montage temporaire afin de pouvoir lancer certains tests sur mon installation et ne pas perdre trop de temps...

    C'est un schema assez simple trouve sur Redrock. Ca ne devrait pas poser de problemes car c'est le schema dont je compte m'inspirer pour la version finale, le moteur sera le meme et le panneau photovoltaique aussi. Ca ne coute vraiment pas grand chose en electronique donc je ne vais pas me priver...

    J'aurais juste quelques questions avant de me lancer dans la realisation du montage: Quel est le role du condensateur C1? Le moteur est il arrete puis active en permanence ou est ce qu'il y a un petit delai entre chaque rotation? Est ce que cette installation devrait fonctionner si elle est alimentee par un panneau photovoltaique (12V DC, la tension est tjs a peu pres constante) ou y aura t i des problemes auquels je n'ai pas pense?

    Sinon au niveau de l'histerisis ca devrait le faire avec un moteur a tres faible rpm (0.45 tr/min) et une reduction encore derriere...

    oui je suis une bille en electronique je sais... mais merci a tous pour vos reponses.

  21. #17
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bjr hello...

    ..."Quel est le role du condensateur C1? "...

    Ben faudrait d'abord savoir ou il se trouve !!!!
    Cordialement

  22. #18
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Aiee....

    Bien vu, bien vu... je m'excuse...
    voila
    Images attachées Images attachées

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  24. #19
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    En fait mon plus gros probleme est de savoir si cela va marcher sans probleme avec un panneau pv. Si qqun s'y connait un peut en panneau pv ca serait vraiment super car je ne sait pas si il y a des precautions particulieres ou si il faut ajouter de composants pour faire fonctionner un circuit a l'aide de cellules photovoltaiques.
    A priori je pense ke ca devrait le faire, non?

    Merci pour vos reponses.

  25. #20
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bjr hello....
    Je dirais découplage des bases, mais je peux me planter .
    D'autre part à la vue des transistors utilisés 2N2222 et
    2N2907 faut pas espérer commander grand chose
    comme puissance !
    Cordialement

  26. #21
    hello0156

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Au niveau puissance ca devrait suffire je pense, je n'ai pas besoin de grand chose, un moteur 12V qui consomme 150mA grand maximum, un circuit qui ne consomme quasiment rien... ca devrait le faire non?

    Sinon tu conseillerais quoi comme transistors??

    merci

  27. #22
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bjr hello...
    Ok avec des courants de cet ordre là,doit pas y avoir probléme !
    Cordialement

  28. #23
    Georgie

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bon, le sujet a été lancé il y'a longtemps, mais je peux peut-être méler mon grain de sel.
    Ne serait-il pas possible pour cette application de connaitre la position solaire plutôt que de la détecter ? Il existe une application que l'on peut trouver sur
    www.nrj8.com
    La parabole calcule à partir de la date PC la position du soleil, et fournit la hauteur et l'azimut du soleil.
    Ce même programme est certainement portable sur un microcontroleur qui piloterait 2 moteur pas à pas (X et Y).

  29. #24
    chatelot16

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    et j'en remet une couche meme si l'interessé n'est plus la

    il n'y a qu'un moteur electrique donc c'est que l'articulation est parrallele a l'axe de la terre

    il suffit de faire tourner le motoreducteur a 1 tour par 24h et il n'y a pas besoin d'ordinateur pour deviner le mouvement du soleil

    c'est en feasnt tourner un petit moteur a vitesse constante que la consomation est la plus faible (meme si il faut une batterie) : faire des arret et redemarage avec un mauvais asservissement est un gaspillage

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  31. #25
    Georgie

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    La position du soleil évolue en azimut et en hauteur. Donc 2 moteurs car 2 axes. Par exemple, en été, le soleil passe de 0° à 60° sous nos latitudes.
    Et puis suivre une trajectoire constante est impossible, seul un moteur pas à pas est capable d'effectuer cette tâche, car l'ordi connait la correction.
    De plus, la trajectoire n'est pas constante d'un jour à l'autre, elle peut être importante sur l'ensermble de l'année. Elle n'est pas régulière d'une année sur l'autre.

    L'ordi. ou le microcontroleur doit faire un calcul astronomique, et corriger en fonction.

  32. #26
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Bsr Georgie,
    Ben ça dépend ce que l'on cherche à faire.
    Faire un suivi en A et D pour un panneau solaire, ce n'est guére utile et couteux si l'on veut etre pil poil !!
    Un panneau solaire c'est pas de l'astronomie !!

    Bonne soirée

  33. #27
    chatelot16

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    bien sur pour celui qui ne sait pas comment la terre tourne il faut deux moteur et des calcul : monture azimuthale

    mais ce qui est mieux c'est de mettre un axe parralele a l'axe de la terre : monture equatoriale : ca fait un mouvement simple a 1t/24 h et un autre mouvement perpendiculaire qui peut etre regle de temps en temps pour tenir compte des saisons

    comme il n'est pas forcement possible que le moteur 1t/24h fasse le tour complet pendant la nuit : ont peut le mettre en marche arriere pendant la nuit et il se retrouve au bon point le matin pour repartir dans le bon sens

  34. #28
    Georgie

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Je croyais que le sujet était un concentrateur solaire sur le principe d'une parabole qui renvoie l'énergie qu'elle reçoit en un seul point. A mon avis, la position doit être précise, sous peine d'une perte de rendement. Le soleil doit être visé avec précision. Dans le cas d'un panneau pv, la précision n'est pas nécessaire, je suis d'accord. Mais de quoi parle t-on au fait ?

  35. #29
    f6bes

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    Citation Envoyé par Georgie Voir le message
    Je croyais que le sujet était un concentrateur solaire sur le principe d'une parabole qui renvoie l'énergie qu'elle reçoit en un seul point. ?
    Bsr Georgie,
    Ben au départ c'était cela:
    "..je mene actuellement un projet sur un concentrateur solaire.."

    et en chemin c'est devenu cela:

    "..mon plus gros probleme est de savoir si cela va marcher sans probleme avec un panneau pv.."

    Le hic lorsqu'on RELANCE un sujet ANCIEN, c'est que parfois ON ne lit pas tous
    les messages précédents !
    Bonne soirée

  36. #30
    ecomax1

    Re : tracking system pour concentrateur solaire

    bonjour , je vais d' içi peu avec deux amis sue la gironde commencer un trackeur solaire à concentration pV de 125 m2 env de cogénération avec des cellules 3 jonctions de chez emcore + lentilles de fresnel spécifiques ,d' une puissance crête théorique de 40kw elec +55 kw thermique , je pense + à 35 kw elect sous nos latitudes , production espérée 45000kw/h /an elec
    Nous envisageons un système de suivit à deux étages , un purement théorique avec programation des cycles du soleil théorique et boussole electronique 2 axes ( précision estimé 3°) + un système optique d' affinage et de rectification ( le top pour nous serait d' être a 0.05°) , peut tu me donner la précision en dégrés de ton système ?? car nous avons aussi pensé a des photorésistances avec des tubes concentriques
    merci , CLAUDE

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