Suite à de nombreux essais, les innombrables difficultés imprévues qui accompagnent tout projet, (Et tout particulièrement comme celui-ci, qui dans l’imagination semble élémentaire, et l’on croit naïvement qu’en quelques heures on aura abouti …) ont été contournées, et le schéma adopté semble suffisamment pérenne pour considérer la solution comme valide. On ne peut absolument pas comprendre les circuits retenus, sans passer par l’observation préalable du comportement d’un panneau solaire. Quelle que soit la technologie, donc son rendement de conversion d’énergie, on retrouvera forcément une limite résultant du flux d’énergie reçue sur les surfaces photovoltaïques.
Cellules photovoltaïques et panneaux solaires appartiennent à une catégorie particulière de générateurs de courants. Contrairement à des batteries au plomb ou à des piles rechargeables de type NiMH qui présentent une résistance interne relativement constante, les cellules solaires génèrent un courant limité par « le nombre de photons » qui les excitent. De ce fait la résistance interne s’avère particulièrement variable. Le diagramme de la Fig.6 donné en page 4 montre la diminution de la tension du générateur solaire en fonction de la résistance de charge. Les mesures ont été effectuées dans les conditions d’énergie maximale, c’est à dire au solstice d’été, par une belle journée sans nuage et le panneau solaire orienté idéalement. Le graphe présente les conditions les plus optimistes, car l’effondrement de la tension devient catastrophique en hiver lorsque le Soleil est bas sur l’horizon et que le ciel est couvert. Par exemple l’encadré de la Fig.45 propose des résultats de mesures effectuées au solstice d’hiver. Compte tenu de cette particularité, il devient impossible d’envisager
une prévision fiable de comportement permettant de calculer l’intensité fournie, paramètre constituant la
base du calcul de l’énergie solaire récupérée sous forme électrique. Deux conclusions s’imposent :
Ces deux conclusions impactent directement la conception du schéma électronique adopté et le développement du programme qui anime l’ATmega328.
Par ailleurs, une deuxième priorité s’impose : Il faut concevoir un ensemble électronique qui favorise au maximum le rechargement des accumulateurs NiMH sans pour autant les surcharger quand l’ensoleillement est maximal au solstice d’été. (L’orientation du panneau solaire favorise cette période qui correspond à celle où s’effectuent les observations astronomiques, il faut donc privilégier le rechargement du bloc des piles d’éclairage qui constitue l’autre application de ce didacticiel.)
Pourquoi deux accumulateurs ?
Consultant le schéma Fig.50 donné en page 29, on observe la présence de deux accumulateurs qui alimentent en parallèle la carte NANO via les diodes D2 et D3. Le choix de la source d’énergie s’est porté sur des petits accumulateurs 8,2V nominal pour des raisons d’encombrement. Il se trouve qu’au plus « sombre de l’hiver », la clarté peut dans certains cas se montrer suffisante pour n’assurer l’alimentation de la carte Arduino que pendant 5H environ. Pour ne pas engendrer un RESET, les accumulateurs doivent fournir le courant de »20mA durant 19H soit 380mAH. Une batterie NiMH neuve est supposée présenter une capacité de 200mAH. Au final, pour couvrir la demande, il en faut au moins deux.
• La continuité du fonctionnement ne sera effective que si la performance des accumulateurs n’est pas trop dégradée. Hors nous savons que le nombre de recharges est limité, et que la capacité d’un tel composant diminue au cours de son utilisation. (Vieillissement « naturel » de tout ce qui existe !)
• De plus, le fonctionnement ne sera continu, que si durant l’ensoleillement ce dernier soit suffisant pour assurer la pleine charge des accumulateurs. Ce ne sera pas le cas en hiver, aussi il sera normal de constater dans les données « des journées stériles ».
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