Autonomie énergétique du portail SET

On cherche à savoir si la batterie permet une autonomie suffisante du système avec un fonctionnement « sans soleil ».

La capacité Q de la batterie a pour valeur 10 A.h sous une tension nominale U de 12 V.

On rappelle que : 1 W.h = 3 600 J        et        W = Q x U = P x Δt        

avec l’énergie en W.h, la capacité de la batterie en A.h, la tension en V, la puissance en W et la durée en h.

Afin de ne pas dégrader la batterie, on ne doit pas dépasser 80% de décharge. En dessous de ce niveau de décharge, la batterie se met hors service.

Cette batterie alimente le moteur qui entraînera l’ouverture ou la fermeture du portail. Le vantail a un angle d’ouverture de 110°. (FIGURE 5)

En sortie du réducteur, la vitesse de rotation est nred = 1,29 tr.min-1.

Le constructeur indique que le nombre maximum de cycles par jour est de 10 ouverture-fermeture.

Q9. Montrer que l’angle décrit par le vantail en une seconde est de 7,74°.

Q10. Calculer la durée d’ouverture Δtouv. du vantail.

Q11. En déduire la durée d’un cycle ouverture-fermeture Δtcycle du vantail.

Q12. Calculer l’énergie E, en Joule, disponible dans la batterie lorsqu’elle est complètement chargée.

Q13. En déduire l’énergie maximale Emax, en Joule, que peut fournir la batterie sans risque de détérioration.

Q14. La puissance absorbée par le moteur est Pa = 18 W. On suppose que la durée d’un cycle est de 28 s. Déterminer le nombre de cycles possibles avec l’énergie Emax.

Q15. Conclure si cette autonomie est suffisante.

Les panneaux solaires sont orientés plein sud (0°) avec une inclinaison de 45° le lieu est Bordeaux. Le rendement des panneaux est de 11,1 % pour une surface de 0,036 m².

On désire vérifier le temps de charge de la batterie pour les mois le plus et le moins favorable à la charge.

Q16. Rendez-vous sur le site http://ines.solaire.free.fr/gisesol_1.php et déterminer irradiance globale (IGP) pour le mois de juillet et décembre.

Q17. Déterminer les temps de charge de la batterie pour une charge complète (120 Wh).

Q18. Conclure par rapport aux 10 cycles maximums d’utilisations quotidien du portail.

Q19. Vérifier par le site http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=fr&map=europe que la batterie ne risque pas une décharge profonde avec une consommation journalière de 1,4 Wh.

       Cliquer sur l’onglet PV Hors réseau saisir les valeurs suivantes :

       Lieu Bordeaux puis rentrer les coordonnées Latitude et Longitude de la position choisie.

       Puissance crête 4 W

       Capacité batterie 10 Ah

       Pourcentage de décharge 30 %

       Inclinaison 45 °

       Orientation 0°

       Lancer le calcul et lire le pourcentage de jours où la batterie est complètement déchargée.

Q20. Quelle solution proposez-vous pour réduire le temps de charge de la batterie.

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