Cahier des charges pour la fourniture d’un générateur solaire








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date de publication29.03.2017
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Cahier des charges pour la fourniture d’un générateur solaire


Descriptif :

Générateur solaire autonome portable.
Constitution de l’ensemble:

L’ensemble doit être complètement intégré en un volume et portable. Il doit être constitué des éléments suivants :

  • Générateur à batterie

  • Container de stockage

  • Kit Lampes 4,5W mini

  • Panneau solaire souple 27W mini

  • Chargeur 230V pour batterie

  • Pompe 12V

  • Structure porteuse pour panneau


Le matériel doit être didactisé afin de pouvoir réaliser des mesures physiques, valider les performances de l’ensemble, simuler le fonctionnement et le comportement à l’aide d’un éclairage.

Il devra être accompagné des matériels périphériques suivants :

  • Pupitre de mesures des grandeurs physiques

  • Eclairage sur pied pour simulation de la lumière solaire


Caractéristiques des sous-ensembles
Générateur Batterie

Le générateur doit permettre d'alimenter une multitude d'appareils électroniques.

Son électronique intégrée doit permettre de récupérer le courant du panneau solaire de la manière la plus efficace possible en calculant constamment son point de puissance maximum (MPPT*).

Cette technologie permettra une rapidité et une qualité de charge optimale.

  • Technologie batterie : LiFePO4

  • Tension maximale : 14.6V

  • Tension nominale : 12.8V

  • Capacité nominale : 15Ah à 25°C

  • Courant nominal : 10A, max.16A

  • Courant pic : 25A


Carte électronique

La carte électronique sera équipée d'un microcontrôleur PIC permettant de gérer la charge et la décharge des éléments de la batterie. Elle comportera également les composants de puissance (régulateurs de tension etc..) ainsi que la connectique faisant interface entre la platine de connexion et le pack batterie.

Le microcontrôleur devra gérer les fonctions suivantes :

  • gestion du MPPT*

  • mesure des courants et tensions du panneau et de la batterie

  • empêcher la décharge profonde et la surcharge de la batterie

  • permettre d’afficher l’état du système grâce aux LEDS


*Le bloc MPPT (Maximum Power Point Tracking) permet de tirer du courant du panneau solaire de la manière la plus efficace possible, en calculant constamment la puissance fournie et en influençant la tension et donc améliore la rapidité et la qualité de la charge de la batterie.

Pupitre de mesures

Le pupitre de mesure comprend sa connectique intégrée afin de pouvoir le connecter au générateur batterie et au panneau solaire.

Il doit permettre de mesurer les grandeurs physiques en entrée du générateur (panneau solaire) et en sortie du générateur (issu de la batterie). Les mesures seront réalisées à l’aide d’appareils standards sur douilles 4mm de sécurité.
Mesures effectuées :

  • Tension délivrée par le panneau solaire

  • Courant délivré par le panneau solaire

  • Consigne de courant de charge calculée

  • Courant batterie

  • Tension batterie


Eclairage simulation

Eclairage sur pied permettant de simuler le soleil constitué de 2 projecteurs de 400W minimum chacun.
Pompe à eau

Pompe à eau alimentée en 12v et d’une puissance minimale de 40W permettant de réaliser des acquisitions de courant spécifiques.
Container de stockage

Cet ensemble permet de stocker à l'abri de l'humidité (IP67) l'ensemble des composants.
Générateur batterie

Un connecteur USB devra être réservé pour une liaison avec un micro-ordinateur PC afin de réaliser l’acquisition des grandeurs physiques en temps réel et graphiquement.
Carte électronique

La carte électronique devra être équipée d’un driver de communication USB afin de pouvoir être reliée à un micro-ordinateur PC.

Le micro-contrôleur devra être programmé afin de pouvoir transmettre les grandeurs physiques en temps réel via la connexion USB.
La modification du programme initial doit être complètement transparente pour l’élève et ne doit absolument pas perturber le fonctionnement normal du système
Les fonctions du microcontrôleur sont les suivantes :

  • mesure des courants et tensions du panneau et de la batterie

  • empêcher la décharge profonde et la surcharge de la batterie

  • permettre d’afficher l’état du système grâce aux LEDS


Logiciels :
2 logiciels distincts devront être fournis afin d’accompagner les élèves dans leurs activités pratiques et leurs investigations documentaires :


  • 1 logiciel ressources

  • 1 logiciel d’acquisition des grandeurs physiques


Fonctionnalités du logiciel ressources :


  • Découverte du produit en situation réelle, contextualisation de son utilisation par des exemples concrets

  • Description du produit, ses principales utilisations et sa mise en œuvre,

  • Caractérisation des constituants du système, liens vers leur documentation constructeur et dessins 2D, 3D et plans

  • Evolution du produit depuis l’étude initiale jusqu’au produit final comprenant l’évolution du design imagée par des vues 3D, l’évolution des technologies et la justification des choix technologiques.

  • Guide pas à pas pour la mise en œuvre globale

  • Modèles 3D Solidworks

  • Module « En savoir plus » contenant les caractéristiques détaillées de chaque constituant, des tableaux comparatifs sur l’éclairage, les batteries, les différents types de panneaux solaires, ainsi qu’une explication détaillée sur le processus et le procédé de fabrication du panneau solaire souple.


Fonctionnalités du logiciel d’acquisition :


  • Interface d’acquisition graphique multi-graphes et temps réel

    • un graphe « Tension V-in (V) » gradué en Volts pour la tension en entrée du Générateur, tension fournie par le panneau solaire ou le chargeur

    • un graphe « Intensité I-in (A) » gradué en Ampères pour l’intensité en entrée du Générateur, intensité fournie par le panneau solaire ou le chargeur + l’intensité de charge, consigne de courant de charge batterie calculée par la fonction « MPPT »

    • un graphe « Tension V-out (V) » gradué en Volts pour la tension de la batterie

    • un graphe « Intensité I-out (A) » gradué en Ampères pour l’intensité en sortie, courant consommé par les charges (lampes, pompe, etc.) connectées sur les sorties du Générateur

  • les mesures et l’aspect graphique des graphes doivent être paramétrables

    • la période et le nombre de mesures affichées

    • la couleur de fond et grille du graphe

    • la couleur et le style de tracé pour chaque grandeur affichée ;

    • le mode défilement du moniteur ;

  • Traitement des affichages :

    • Fonction Zoom

    • Paramétrage des échelles d’affichage

    • Paramétrage de l’échantillonnage des acquisitions

  • Sauvegarde des acquisitions en mode graphique et en mode texte compatible avec un traitement postérieur sous Excel



Ces logiciels devront être fournis en licence établissement avec un nombre de poste illimité

Garantie :
Au minimum, 1 an pièces et main d’œuvre

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