Dans le cadre du projet de 5ème année en génie électrique par alternance, deux étudiants ont étudié, conçu et réalisé un tracker photovoltaïque en intégrant un système de refroidissement. Ce projet a été réalisé par deux apprentis, Quentin Sinico et Claire Munch, sous la supervision de Guy Sturtzer.
Texte : Claire Munch
Le projet est une reprise et une amélioration d’un tracker solaire existant réalisé en 2018. Depuis quelques années, ce système n’est plus opérationnel. Il permettait le suivi du soleil via la régulation des angles d’élévation et d’azimut du panneau photovoltaïque. Cette technologie permet de maintenir un angle d’incidence parfait avec les rayons du soleil et donc une production optimale du panneau.
Le but était de concevoir et remettre le tracker solaire en marche. Un système de refroidissement a été ajouté sur le panneau afin d’améliorer son rendement.
Synoptique du tracker solaire
La première étape du tracking consiste à identifier la position du soleil en élévation via un capteur sur le côté du panneau solaire et en azimut via un capteur sur le haut du panneau. Une fois l’acquisition de la position du soleil faite, il faut traiter cette information à l’aide d’un API (Application Programming Interface – interface de programmation d’application) ou un organe logique. Cet organe de commande va permettre dans notre cas de gérer le sens et la vitesse de rotation des moteurs d’azimut et d’élévation, en fonction de l’information des capteurs d’ensoleillement.
Tracking du point MPPT
Le point MPPT, Maximum Power Point Tracking , est un principe permettant de suivre le point de puissance maximale d’un générateur électrique non linéaire. Les systèmes MPPT sont généralement associés avec les générateurs photovoltaïques ou encore avec les générateurs éoliens.
D’après la figure ci-dessus, plus l’irradiance est grande, plus la puissance est élevée. Cela est directement lié à l’augmentation du courant généré lors de l’élévation de l’ensoleillement. Par ailleurs, la puissance produite par un panneau solaire dépend directement de sa température de fonctionnement. Par conséquent, il est légitime de vouloir refroidir le panneau solaire afin d’améliorer son rendement.
Synoptique du système de refroidissement du tracker solaire
Nous avons installé un réservoir de 60L au système pour stocker l’eau de pluie. Nous avons ensuite accroché un capteur de distance capacitif sur la cuve afin de mesurer la quantité d’eau restante. Enfin, nous avons ajouté des sondes PT100 au dispositif afin de mesurer les températures issues du panneau photovoltaïque et de l’eau.
Les informations de ces capteurs sont traitées par une carte Arduino et communiquent via une liaison RS232 avec une intelligence artificielle (IA). Celle-ci est programmée au sein d’une carte électronique Jetson, qui enverra l’ordre d’arroser ou non.
Lorsque l’IA réalise un arrosage du panneau, cela implique la fermeture du relai correspondant à la pompe immergée. Par conséquent, l’eau issue du réservoir sera acheminée jusqu’à un tuyau perforé. Ce système va permettre le ruissellement de l’eau sur le panneau afin de le refroidir, ce qui va augmenter son rendement de production d’énergie électrique.