Heliotrope

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  • Publié le : 23 mai 2011
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Analyse Fonctionnelle

Heliotrope

A l'heure où l'écologie est devenu un domaine clé dans la politique des états à l'échelle mondiale, le développement d'énergies renouvelables, dites "propres", est devenu un enjeu majeur de notre époque. Les politiques "vertes" de certains états encouragent donc les particuliers à installer à leurs domiciles tous types de dispositifs permettant de récupérerde l'énergie tout en étant le moins nocif pour l'environnement. Quelques exemples de ces dispositifs sont la récupération des eaux de pluies, l'utilisation de l'énergie solaire ou éolienne.

Parmi ces dispositifs écologiques, l'énergie solaire représente la majeure partie de ceux-ci. Comment expliquer cela ? L'homme s'étant toujours intéressé au soleil, depuis Icare dans la mythologie grecquejusqu'au Grec Anaximandre de Milet, au VIème siècle avant J.C., avec son cadran solaire, la course du soleil l'a toujours intrigué. Dans l'optique d'optimiser le rendement de ces cellules et ainsi d'augmenter la part d'énergie propre dans la consommation quotidienne, nous avons donc eu l'idée de créer un système automatisé -de manière à ce que l'utilisateur ne soit pas contrarié par sa gestion-permettant l'orientation des cellules vers le soleil. Dans le cadre de notre étude, nous n'avons pu créer qu'une sorte de prototype montrant le principe de l'orientation des cellules : en effet, les cellules photovoltaïques de notre maquette sont miniaturisées et ne font que 6x6cm. Elles nous ont été fournies par le défi solaire, ce qui ne nous permet pas d'avoir un système autonome énergiquementparlant. Mais avec de cellules solaires à tailles réelles,le système pourrait être autonome et permettrait de revendre de l'énergie. C'est donc dans un cadre restreint que notre étude s'est réalisée.

Pourquoi "Héliotrope" ? Tout simplement car en grec héliotrope se dit " [pic]", de "helio" le soleil et "trope" qui tourne. Notre système reprend exactement le même système que le tournesol, un végétalqui s'oriente face au soleil.

I. Bête A Cornes

[pic]
Diagramme posant trois questions essentielles auxquelles il faut répondre sans ambiguïté car leurs réponses justifient l'existence du produit.
• À qui rend service le produit ? (rectangle en haut à gauche) -> Ici le panneau photovoltaïque rend service à un utilisateur.
• Sur quoi agit le produit ? (rectangle en haut à droite)-> Il agit sur la lumière solaire
• Dans quel but le produit existe-t-il ? (rectangle du bas) -> et doit être le plus efficace possible (rendement maximum)

Le nom du produit est spécifié dans le cercle central.

II. Azimut et Angle d'incidence (ou élévation)

La position apparente du soleil varie pendant la journée et suivant les saisons.
A un moment donné, cette position estdéterminée par les angles de son azimut et sa hauteur.
.. Azimut : Angle formé par le plan méridien du point d'observation et le plan vertical passant par le soleil
.. Angle d'incidence (ou élévation): Angle formé par un rayon du soleil et la surface du panneau photovoltaïque.
[pic]
L'angle d'incidence possede un rôle majeur dans le rendement des panneaux solaires. En effet, le rendement est régipar l'équation suivante : [pic]

Voici un diagramme montrant l'évolution du rendement par rapport à l'angle d'incidence. En France, le zénith du soleil se fait au Sud. Ainsi la position la plus rentable sur l'année pour un panneau solaire est de 45° par rapport au sol et orienté vers le sud.
[pic]

III. Actigramme A-0

[pic]
Dans le cadre principal, nous retrouvons la fonction principaledu système c’est-à-dire l’action effectuée pour générer une valeur ajoutée qui ici est d'optimiser le rendement de cellules solaires. A gauche est indiquée la matière d’œuvre entrante ou l’élément de l’environnement sur lequel agit le système soit ici, la lumière issue du soleil. A droite, il s'agit de la matière d’œuvre sortante. Dans notre cas, nous récupérons une tension en sortie des...
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