Drône Photovoltaïque !

obito_uchiwa · Message par **obito_uchiwa** » jeu. août 11, 2011 8:27 am

Bonjour à tous,

Avec un ami on désire équiper un drône type Quad-Flyer GAUI d'un panneau photovoltaïque.
(http://www.flashrc.com/gaui/5943-330x_s ... rpion.html)

Je suis bloqué pour le moment pour savoir si mon installation va pouvoir (au moins) ralonger le temps de vol du drône.
Je vais disposer de maximum 27 cellules de 62,5mm de côté, en polycristallin.
Le format 62,5 vient des cellules 125mm que nous fabriquons qui sont découpé au laser en 4. Je suis obligé de prendre ce format là car c'est le seul qui peut rentrer sur le drône.

Mes calculs jusqu'à maintenant (en vracs) sont les suivants:

Surface de l'ensemble des cellules:
0,625m x 0,625m x 27 cellules = 0.1133m² = 1133cm²

Nos cellules ont un rendement d'environ 16%, on obtient sur les cellules 125:
4,5A sur une surface de 157,5cm² pour un ensolleilement de 1000W/m² . Ce qui donne 4,5A/157,5cm² = 0.029A/cm² soit 2.85A/m².

Donc, 1133cm² x 0.029A/cm² = 32.857A

La batterie de Quad-Flyer: 14,8V - 3300mAh - 25C
Alors 3,3A pour 1h, on aura 0,66A pour 12min (temps de vol)
Ce qui donne 0,66A x 14,8V = 9.768W pour 14,8V x 3,3Ah = 48,84W max.

En fouillant sur le net je trouve 1220 à 1760 mWh/m²/an pour l'ensolleilement. Soit 114 W/h/m². (0.114kWh)

En utilisant ces valeurs j'obtiens:
32.857A x 14.8V = 486,28W

Et, 486,28W x 0.114 = 55.44W
Alors j'aurais: 11.09W pour 12min de vol.

Logiquement, si la batterie demande 48,84Wh, soit 9,768W pour 12min, je vais lui apporter 11,09W et donc alimenté entièrement le drône avec le photovoltaïque, non ?

Est-ce que tous mes calculs sont bon ?
Lesquels sont archi-faux ?
Si c'est faux, comment je le corrige ?
J'ai fait des tonnes de calculs dessus et je pense que je commence sérieusement à me perdre moi-même...

Merci de votre aide. ;)

LPF · Message par **LPF** » jeu. août 11, 2011 9:25 am

Je reprends depuis le début, donc:

Pour la puissance nécessaire à ton engin, c'est donc bien (on est en continu) P=UI, donc P=48.84 W

La question est donc: quelle puissance vont pouvoir développer tes panneaux?

Parce que tu donnes un ampérage, mais pas une puissance, par m², de tes cellules. Or un ampérage avec une faible tension (ou l'inverse), c'est peu de puissance.

Pour des cellules classiques du commerce (utilisés en projets PV industriels), on a grosso modo 150 à 160 W/m² (sous conditions standards de 1000 W/m² d'éclairage). Soit, pour ta surface (qui est bonne), environ 18 W.

Va donc y'en manquer 30... Et encore, quand les cellules produiront au taquet (bonne orientation et bon éclairage!).

Ton erreur de raisonnement vient du fait que tu ne parles qu'en ampérage, mais pas en voltage en même temps.

obito_uchiwa · Message par **obito_uchiwa** » jeu. août 11, 2011 9:34 am

Oui, tu as raison...
Merci pour ta réponse ;)

Pour le voltage je suis parti sur le principe que chaque cellule renvoi 0,6V. Etant donné que la batterie est de 14,8V je reste au dessus de cette valeur avec 0,6V x 29 cellules = 17,4V

Ainsi, les panneaux peuvent apporter suffisamment de volt sur la batterie dans les meilleurs conditions bien entendue.

A ton avis, le projet tient la route ?
Pour le moment c'est beaucoup de théorie mais la pratique va vite arriver si on obtient quelques satisfactions avec les chiffres.

guy delsol · Message par **guy delsol** » jeu. août 11, 2011 10:00 am

Eternel dilemne en modelisme....
Rapport poid, energie, stokage, capacité de vol...?
Certains génis se sont convertis dans les drones, mais top secret militaire, et question de moyens.
Je me suis contenté de petits moteurs methanol..

Passionnant...
Cdlt. http://helicopasorcier.monsite-orange.fr/index.html
Guy

LPF · Message par **LPF** » jeu. août 11, 2011 10:00 am

Oui, mais dans ce cas, tu mets les cellules en série, et donc oui tu cumules les tensions, mais pas l'intensité!!

Si je pars du principe que le découpage en 4 divise par autant l'ampérage, tu auras un générateur de 17.4V et de (4.5/4) 1.125 A, soit une puissance crête de 19.6 W.

Y'en manque...

Donc ça peut apporter un surcroît d'autonomie, mais pas être auto-suffisant.

obito_uchiwa · jeu. août 11, 2011 10:14 am

Tes calculs sont bons. Le panneau sera bien en série.
Le but était de diminuer l'ampérage car il me paraissait bien trop important...
Et puis il ne faut pas oublier que ça sera intégrer sur un drône donc je n'ai pas du tout la place de mettre des cellules entières. Les quarts de cellule sont la meilleure solution (à mon avis) pour ma situation.

Au pire, si je récupère les quelques 20W sur les 50W dépensés par la batterie ça sera toujours ça de gagner.
En me lançant dans ce projet, j'avais déjà enlevé de ma tête l'idée anto-suffisance. Ca restait utopique... Mais si je peux m'en rapprocher au maximum ce serait génial !

Comment je pourrais faire pour améliorer le nombre de watt rendues par le panneau sans alourdir le système ?
Parce que ces calculs sont théoriques donc je peux aisement les diviser par 2 lorsque je me retrouverais sur le terrain. Je n'aurais que rarement un ensolleilement de 1000W/m²...

EDIT:
Après, je peux aussi prendre une autre batterie pour le drône ?
Sur les suivantes, lesquelles pourront être plus performantes que celle que j'ai prise pour mes calculs ?

11.1V/5200mAh/25C lithium batteries
11.1V/4000mAh/25C polymer lithium batteries
14.8V/3300mAh/25C polymer lithium batteries
14.8V/2250mAh/35C polymer lithium batteries
4000mAh/14.8V/25C G4 nanometer polymer lithium battery
3300mAh/11.1V/25C G4 nanometer polymer lithium battery
2600mAh/14.8V/25C G4 nanometer polymer lithium battery
2200mAh/11.1V/40C G4 nanometer polymer lithium battery
2250mAh/11.1V/35C G4 nanometer polymer lithium battery
2200mAh/11.1V/25C G4 nanometer polymer lithium battery

D'avance, merci.

LPF · Message par **LPF** » jeu. août 11, 2011 12:05 pm

obito_uchiwa a écrit :Comment je pourrais faire pour améliorer le nombre de watt rendues par le panneau sans alourdir le système ?

Prendre un panneau plus performant? Ben désolé, mais à part ça, on peut pas "doper" un panneau PV comme ça: ça se saurait!!

Parce que ces calculs sont théoriques donc je peux aisement les diviser par 2 lorsque je me retrouverais sur le terrain. Je n'aurais que rarement un ensolleilement de 1000W/m²...

Ouais, c'est un bon raisonnement ça.

Pour les batteries, alors là, je suis ignare...

m_you49 · Message par **m_you49** » ven. août 12, 2011 21:48 pm

Salut.
C'est pour espionner qui

???
Pour les batteries : elles ont toutes l'air d'être : lithium-polymère.
Compromis entre la capacité de charge et la décharge.
Pour les cellules la mise en série augmente la tension, pas l'intensité.
La mise en parallèle augmente l'intensité, pas la tension.
La puissance d'un champ de cellules en série se calque sur la plus faible.
2 cellules en série dont une est petite, la puissante en sortie sera la puissance de la petite X 2.
Ex: 20 cellules en série de 0,6 v/1 amp donneront 12 v et 1 amp soit 12 W, mais avec 1000W/m²
20 cellules en // donneront 0,6 v et 20 amp soit 12 W. Tout dépend donc ce qu'on veut faire.
20 cellules en série dont une est défectueuse ne donnent plus rien.
Si une ne peut donner que 0,5 amp, c'est l'ensemble qui est divisé par 2 soit 6 W
Il faut raisonner comme avec des piles, et il faudrait peut-être penser régulation de charge.
Mais le message de Guy me semble être "la question".
@ +

obito_uchiwa · ven. août 12, 2011 23:00 pm

Oui je suis au courant de ça malheureusement.... Je pensais trouver une solution pour avoir plus de watt des cellules.. Disons que je ne pensais que le drône pouvait demander autant de puissance (entre 130 et 170 W).

Par contre, ce projet, est pour mon école. Le drône va se balader au dessus de l'école et prendre des images (et un flux vidéo) qui va ensuite subir un traitement d'images assez complexe. On avait juste envie d'avoir nos propres images plutôt que celles que l'école pourrait nous fournir.

m_you49 · Message par **m_you49** » sam. août 13, 2011 9:53 am

salut[quote="obito_uchiwa"]Oui je suis au courant de ça malheureusement.... Je pensais trouver une solution pour avoir plus de watt des cellules.. Disons que je ne pensais que le drône pouvait demander autant de puissance (entre 130 et 170 W).
Par contre, ce projet, est pour mon école. Le drône va se balader au dessus de l'école et prendre des images (et un flux vidéo) qui va ensuite subir un traitement d'images assez complexe. On avait juste envie d'avoir nos propres images plutôt que celles que l'école pourrait nous fournir.[/quote]
Bon courage pour la réalisation du projet et bon WE.

obito_uchiwa · mar. août 16, 2011 14:05 pm

Ok ok.. Merci pour toutes vos réponses.

Passons donc maintenant au plan B du projet:
Faire une station photovoltaïque au sol.

Le but sera de pouvoir recharger une batterie (type Lipo 2200mAh, 11,1V (3S)) uniquement avec le panneau PV.

Dans quel sens je dois prendre mes calculs pour arriver à mes fins ?

Au niveau du panneau je suis bien plus libre, je peux tout à fait assembler un panneau de 30 cellules de 125 de côté (ou de 150 si besoin). Donc, pour 30 cellules 125, j'obtiens 18V (cellules en série) et 4,5A.
Soit une puissance de 81W.

Est-ce suffisant pour recharger une batterie ?
Si oui, en combien de temps ?

Je n'arrive pas à trouver ce type d'information sur le net donc, merci d'avance...

m_you49 · Message par **m_you49** » mar. août 16, 2011 21:46 pm

salut.
Je suppose que c'est par souci d'auto-réalisation ... ou par manque de blé ?,
mais il existe des systèmes tout fait pour ça : panneau, régul, accu ...
Bon courage.

obito_uchiwa · Message par **obito_uchiwa** » mer. août 17, 2011 8:11 am

Mes calculs me font comprendre que mettre des panneaux sur le drône risque de me faire perdre du temps de vol plutot que d'en gagner donc... Plan B.
Ensuite l'argent n'est pas le problème pour le moment, j'essaye juste de trouver une solution théorique avant de lancer le projet et d'acheter à tout va.

Le panneau je peux me débrouiller pour en fabriquer un dans mon entreprise. Mais ça sera ce qu'il y a autour que je vais devoir trouver... Comme le régulateur par exemple..

m_you49 · Message par **m_you49** » mer. août 17, 2011 8:18 am

salut.
Sans vouloir faire de pub, y a des trucs ici : http://www.conrad.fr/webapp/wcs/stores/ ... ur+solaire
Bonne recherche.
@ +

obito_uchiwa · Message par **obito_uchiwa** » mer. août 17, 2011 8:28 am

Merci pour le lien j'y vais de ce pas.

Un collègue me disait que pour recharger une Li-Po il fallait faire extrèmement attention et faire ça avec l'énergie d'un panneau apporterait des risques pour la batterie et pour l'utilisateur... Il me conseillait de mettre une batterie genre voiture entre le panneau et le chargeur de Li-Po, vous en pensez quoi ?