Fiche à compléter et ce sera bon.

Sujet: Optimisation du rendement d'un panneau solaire par héliotropisme


Motivation:
La demande croissante en énergie, les considérations environnementales et l'appauvrissement des énergies fossiles font de l'exploitation d'énergies renouvelables un enjeu essentiel.L'énergie solaire, gratuite et illimitée, est une ressource directement exploitable, qui donne lieu à des applications pratiques. Néanmoins, le faible rendement des panneaux solaires actuels limite leur viabilité. L'optimisation de leur rendement est donc un thème de recherche actif.
Ces considérations, associées à l'adéquation avec le thème "Ressources : partage, répartition, distribution" qu'il présentait, m'ont donc conduit naturellement vers le sujet "Optimisation du rendement d'un panneau solaire par héliotropisme"

Problématique:
L'augmentation du rendement d'un panneau solaire peut se faire de diverses manières: choix des matériaux, techniques de conversion et de stockage...
L'optimisation par héliotropisme présente les avantages d'être facilement abordable théoriquement et de permettre des expériences.
Deux types de dispositifs de suivi du soleil sont réalisables:
-par une solution calculatoire (asservissement)
-en utilisant des photorécepteurs (automatique)
Il s'agit, en les comparant à la solution fixe, d'envisager leurs avantages et inconvénients éventuels.

Démarche:
La mise en place de ces expériences nécessite l'assimilation théorique du fonctionnement d'un panneau solaire. La première partie de l'année fut donc consacrée à la recherche d'ouvrages traitant de l'effet photovoltaïque (photopiles,semi-conducteur,jonction PN) et d'une équation de la trajectoire du soleil dans un référentiel adapté pour le suivi calculatoire. La prise de contact avec les chercheurs de l'IMN, travaillant dans le domaine de l'énergie solaire fut primordiale pour l'acquisition du matériel et la réalisation des dispositifs expérimentaux.Je choisis un montage simple avec deux servomoteurs pilotés par carte Arduino (programmable en Python).
Plusieurs expériences furent nécessaires avant d'aboutir à des résultats concluants.
L'interprétation de 2 mesures distinctes pour les trois dispositifs (fixe,par asservissement et automatique) permit d'estimer le gain par héliotropisme dans les deux modèles.

Plan du TIPE:

Bibliographie:

Contacts et visites:
Institut de Matériaux de Nantes, équipe CESES (Conversion et Stockage de l'Energie Solaire)
Ecole Centrale de Nantes