Le solaire à la portée de tous

Voila, je suis un élève de première S SI et j'ai un TPE sur les voitures à panneaux solaires.

Dans un premier temps, nous voyons ce qu'est un panneau solaire photovoltaïque (fait)

Ensuite et c'est là le souci, nous recherchons (nous somme 4) des schémas de raccordement d'un panneau solaire à une voiture normale.

J'en ai trouvé un, si vous pouviez m'aider s'il vous plaît

Merci d'avance

Bonjour

Qu'est ce que tu as trouvé pour l'instant? Un panneaux solaire ou un schéma?

Quel type de voiture est-ce? Maquette ou réel? Quel type de batteries?

Quelles caractéristiques requises?

Avec quelques questions, les réponses doivent venir plus rapidement...

Donne nous des détails, on essaiera de donner un coup de main...

Daniel

Bonjour,

C'est une bonne idée de TPE (et de réflexion)
Je le dis d'autant plus facilement qu'on est venu me voir avec la même idée il y a 3 mois !
Je vais essayer de refaire rapidement le raisonnement de l'époque.


Il faut préciser si on pense véhicule solaire (càd qu'on utilise le solaire pour la propulsion) ou si c'est juste pour charger la batterie pendant que le véhicule roule.

Avant de passer à "comment on peut faire", bien réfléchir à "est-ce que ça peut se faire ?" avec la technologie actuelle ou celle qui arrive.


L'idée d'une voiture "normale" marchant au solaire même partiellement est le rêve de beaucoup de monde (et le cauchemar de ceux qui vendent du pétrole)

La technologie courante de capteur PV solaire donne environ 1 kWc pour 10 m² et produit environ 1000 kWh par an en France.

A pleine puissance, en 1 heure, on produit 1 kWh mais cela dure quelques heures par jour seulement, autour la puissance décline. Donc en prenant la puisssance crête, on majore la production.

1 voiture "normale" (donc appelée à s'insérer normalement dans le trafic) peut difficilement avoir moins de 60 CV (c'est déjà peu vu le poids des voitures "normales" actuelles).

60 CV x 735 W/CV = 44 kW
Mais c'est une puissance maxi, la plupart du temps, la voiture roule en moyenne à 50% de la puissance soit 22 kW.

En 1 heure, la voiture a donc besoin de 22 kWh.

Cela correspond à l'énergie produite par 22 m2 de panneaux PV à pleine puissance pendant 1 heure.

La surface d'une voiture "normale" est au maximum 2x4 = 8 m², on ne peut pas mettre des capteurs partout, on arrondit à 6 m2 de capteurs, ce qui fait une puissance crête de 6 kW.
Mais quand elle roule, on va dire que la voiture n'est dans des conditions de production solaire que 50% du temps (les rues/routes peuvent être à l'ombre). Donc en mouvement, la puissance disponible n'est que de 3 kW.

On voit donc que :
- même si on se donne un moteur peu puissant
- même si la voiture est couverte de panneaux PV
- même si les capteurs produisent en crête en permanence
on produit 7 à 8 fois trop peu d'énergie pour entrainer la voiture

Donc,

- soit on modifie les caractéristiques du véhicule (allégement, aérodynamisme, réduction de taille) pour qu'il ait besoin de moins de puissance. C'est ce qui se fait pour les trophées des véhicules solaires.
Mais ce genre de véhicule "réduit" a peu de chance d'acceptation tant qu'il y a du pétrole...

- soit on regarde si on peut stocker l'énergie pendant que la voiture ne roule pas. Il faudrait stocker 7 à 8 heures pour pouvoir rouler 1 heure.
Notre véhicule ne peut plus être seulement une voiture solaire, mais doit être une voiture hybride (par exemple solaire/pétrole) si on veut pouvoir rouler sans trop de contrainte.
Mais tout kWh solaire collecté économise un kWh de pétrole.

Si on revient à la voiture de 60 CV, si on suppose que sa vitesse moyenne globale annuelle est de 75 km/h et qu'elle parcoure 12 000 km par an, elle va rouler 160 heures, et donc avoir besoin de 160 h x 22 kWh = 3 500 kWh théorique dans l'année.

Si elle est couverte de 6 m² de capteurs, et qu'on suppose qu'elle est au soleil 50% du temps (en roulage ou à l'arrêt), on peut compter sur une production annuelle de 6000 x 50% = 3000 kWh.

Le résultat est intéressant, car il montre que en moyenne, l'énergie qu'on pourrait capter tout le long de l'année est du même ordre de grandeur que celle qui est nécessaire pour faire rouler le véhicule.

Mais bien sûr, la production solaire n'est pas la même toute l'année et l'utilisation du véhicule non plus.
Si on pouvait stocker autant qu'on voulait, la voiture serait "quasi" autonome car le stockage "gommerait" les écarts.

Vu la technologie actuelle et en étant un peu ambitieux, il est possible d'avoir une batterie stockant 10 kWh (source magazine automobile sur la capacité de la batterie Lithium-Ion d'une évolution de la Toyota Prius en cours de test) donc 1h40 de solaire à pleine puissance voiture arretée mais seulement 30 minutes d'autonomie en plus.

Cela veut dire que au mieux, quand vous démarrez le matin, la voiture a 30 minutes d'autonomie solaire "pure" acquise de la veille. Comme il fait beau, en roulant, on produit 3 kW et on consomme 22 kW.
Après les 30 minutes "gratuites", il faut fournir 18 kW avec un carburant d'appoint.

Les 10 kWh stockés font gagner 3 litres de diesel (rendement moteur 30%, donnée à vérifier)
Ensuite chaque heure, le solaire allège le besoin de 3 kWh soit environ 1 litre de Diesel.

Notons en passant, que l'été, là où ça produirait le plus, on a actuellement tendance à mettre sa voiture à l'ombre, faudra changer les habitudes...

CONCLUSION
On voit qu'il est impossible de penser maintenant à un véhicule solaire à 100%.
Par contre théoriquement, pour un véhicule hybride pétrole/électrique, le solaire permettrait des gains significatifs.
Mais les points suivants limitent l'intérêt du solaire :
- les forts écarts entre la production solaire et l'utilisation, qui sont loin d'être compensable avec la technologie des batteries disponible actuellement
- la contrainte que la voiture doit être au maximum au soleil, ce qui :
* va à l'encontre du confort des usagers du véhicule
* est difficile à garantir (notamment en milieu urbain), et par le simple fait que les ombres se déplacent dans la journée

Cordialement

merci beaucoup p_bricoleur :

voila comment se divise mon TPE :

I) les panneaux solaires photovoltaïques

a) comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque
b) Avantages et inconvénients des panneax solaire
c) les différents types de panneaux solaires photovoltaïques

(ma partie) II) voiture à panneau solaire et raccordement

a)rendement des panneaux solaires (schémas, dessins...)
b) schéma de raccordment entre le panneau solaire et le moteur d'une voiture (tout type ça je m'en fous, c'est juste pour expliquer à ceux de ma classe)

le reste, on a tout

voila, j'espère que cela va aider

merci beaucoup p_bricoleur :

voila comment se divise mon TPE :

I) les panneaux solaires photovoltaïques

a) comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque
b) Avantages et inconvénients des panneax solaire
c) les différents types de panneaux solaires photovoltaïques

(ma partie) II) voiture à panneau solaire et raccordement

a)rendement des panneaux solaires (schémas, dessins...)
b) schéma de raccordment entre le panneau solaire et le moteur d'une voiture (tout type ça je m'en fous, c'est juste pour expliquer à ceux de ma classe)

le reste, on a tout

voila, j'espère que cela va aider

bonsoir,

rens-toi sur le site ef4 a la page http://www.ef4.be/fr/photovoltaique/aspects-techniques/. Lis bien tout ca et comprends-le bien.

Une fois cette etape acquise, tu pourras avancer plus loin.

Si besoin, n'hesite pas, nous sommes tous la pour t'aider.

Bien a toi

Merci, ça m'a beaucoup aidé, dites que pensez-vous de mon plan pour mon TPE :

I) Les panneaux solaires


1) fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque
a) Chronologie du photovoltaïque
b) Comment fonctionne une cellule solaire ?
c) Comment se réalise « le dopage » du panneau solaire ?
d) Les différents types de panneaux solaires photovoltaïques
e) Avantages et inconvénients des panneaux solaires photovoltaïques


2) Schémas des panneaux solaires
a) De quoi se compose un module solaire photovoltaïque ?
b) Rendements des panneaux solaires photovoltaïques
c) Comportement des panneaux solaires en fonction de divers facteurs

II) Les voitures solaires

Diagramme pieuvre et bête à corne de la voiture solaire
Cahier des charges fonctionnels de la voiture solaire


1) Les différents composants d’une voiture solaire
a) composants et explications
b) Pourquoi tels matériaux ou pas d’autres ?
c) Schéma de raccordement entre le panneau solaire et la voiture


2) les Plans pour la voiture
a) explications et commentaires