td production electrique a partir de l'energie solaire - bts ...
CORRIGE. On donne : Le dossier sur ... Partie 1 : Dimensionnement hydraulique
... Calculer ensuite les pertes en charges pour la longueur d'aspiration (La).
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n charges à laspiration.
Donner la formule de HMA.
Calculer la Hauteur Manométrique à lAspiration.
1.2 ) Déterminer la hauteur manométrique au refoulement HMR (Doc LEROY SOMER)
1.2.1 ) Calculer les pertes en charges au refoulement.
Déterminer le coefficient en mm de CE par mètre de tuyau en m.
Calculer ensuite les pertes en charges pour la longueur de refoulement (Lr).
1.2.2 ) Calculer HMR à partir de HGR, des pertes en charges au refoulement et
de la pression P. Pour le calcul de la pression P, tenir compte de
lexpression : 1Bar = 10mCE.
Donner la formule de HMR.
Calculer la Hauteur Manométrique au Refoulement.
1.3 ) Déterminer la hauteur manométrique totale HMT (Doc LEROY SOMER)
1.3.1 ) Calculer HMT en fonction de HMA et HMR.
Donner la formule de HMT.
Calculer la Hauteur Manométrique Totale.
1.4 ) Déterminer la puissance hydraulique
1.4.1 ) Calculer la puissance hydraulique ( Ph ) en Watts.
Ph = ( x g x Qv x HMT avec Ph en W
( en kg/m3 ici = 1000
g = 9. 81
Qv en m3/s
HMT en m
B-CHOIX DE LA POMPE
2.1 ) Déterminer la puissance de la pompe
2.1.1 ) Calculer la puissance utile du moteur de la pompe si le rendement ((h) est
de 0,47.
2.1.2 ) Calculer la puissance absorbée de la pompe si le rendement ((m) est
de 0,68.
2.1.3 ) A partir de la documentation sur les pompes centrifuges multicellulaires,
déterminer sur labaque H = f (Q) le type de pompe à utiliser.
2.1.4 ) Déterminer sur labaque ci-dessous la pompe à utiliser.
Partie 2 : Dimensionnement électrique
1 ) Bilan de consommation
NombrePuissance (W)Durée (h)Energie consommée Ej (Wh/j)Pompe11200W1h1200Total1200
2 ) Détermination du dimensionnement solaire
Linstallation se trouve à Vezin le Coquet (5 km à louest de rennes). Utilisez la carte de lensoleillement de la France.
3 ) Détermination de la capacité des batteries
On désire une autonomie de 7 jours. La tension en sortie des batteries sera 24 V. On utilise des batteries solaires.
4 ) Effectuer le choix des panneaux solaires ( multi cristallin )
Choisir le nombre, la référence et la puissance des panneaux solaires (solution pour fonctionner en 24 V).
5 ) Représenter le schéma de raccordement des panneaux pour la solution en 24V
Donner le courant dans chaque branche (Ip) et le courant total (It) en sortie des panneaux.
6 ) Effectuer le choix des batteries (stationnaire ou semi stationnaire)
Choisir le nombre, la référence et la capacité (Solution en 24 V). Représenter le schéma de raccordement des batteries.
7 ) Effectuer le choix de londuleur et de la pompe
Calculer le courant dans la pompe si la puissance est de 1200W, le cosÆ = 0,95 et la tension de 230V. Choisir dans la documentation la pompe.
Choisir l onduleur pour un fonctionnement en 24V continu en version sinusoïdal. Donner sa référence et sa puissance s il alimente la pompe.
8 ) Effectuer le choix du régulateur
Effectuer le choix du régulateur en fonction du courant venant des panneaux. Donner sa référence.
9 ) Choix des sections de câbles
a) La distance entre les panneaux solaires et la batterie est de 17 m.
Déterminer la section des conducteurs pour cette liaison (voir page suivante).
b) La distance entre la batterie et lentrée de londuleur est de 2,5m. La puissance
de la pompe est de 1200W et la tension des batteries est de 24V.
10 ) Déterminer la section des conducteurs pour entre londuleur et la pompe
La distance entre londuleur et la pompe est de 17 m. On limite la chute de tension à 3%.
Calculer pour chaque section (1,5, 2,5, 4mm²) la résistance dun conducteur (R), la résistance totale du circuit (RT), la chute de tension pour chaque section ((u) et le pourcentage de chute de tension ( % = (u / U) avec U = 230V. Choisir la section la plus appropriée.
Section normalisée1,5 mm²2,5 mm²4 mm²6mm²10 mm²16 mm²25 mm²11 ) Déterminer le choix de la protection et de la commande pour linverseur de source.
Schéma de principe
La pompe utilisée est une pompe monophasée 220/240V 2 pôles à condensateur permanent. La référence est : EURO INOX 40/50 M. La puissance absorbée (P1) est de 1200W et la puissance nominale P2 (utile) est de 750W. Lintensité nominale (In) est de 5,3A sur la documentation technique. Le courant de démarrage (Id) est égal à 4 In.
La section utilisée est 4² en sortie des contacteurs K2 et K3. La tension délivrée par londuleur est 230V. La longueur totale du câble est de 17m.
La médiathèque est alimentée à partir du réseau EDF 230/400V. Le schéma de liaison à la terre est TT.
Au niveau de londuleur, le neutre est relié à la terre.
La norme à appliquer concernant les disjoncteurs est la NF C 61 410 (NF EN 60898). Un différentiel 30mA sera utilisé pour la protection des personnes au niveau de Q1.
En Amont de Q2, on trouve un interrupteur différentiel 40A 30mA.
A ) Calculer le courant de court-circuit entre londuleur et la pompe.
On rappelle que Icc = Uo / ZT
On considère que la réactance est négligée car la section est inférieure à 50mm².
B ) Choisir le disjoncteur Q1 dans la gamme DT 40 Vigi de chez Schneider.
On rappelle que le courant de court circuit Icc < Pdc du disjoncteur.
C ) Compléter le tableau
RepèreCourantCalibreDésignationRéférenceConstructeurQ1I = 5,49AIn = 10ADisjoncteur DT 40 Courbe C Uni+N 10A 30mA 21 442SchneiderQ2I = 5,49AIn = 10ADisjoncteur DT 40 Courbe C
Uni+N 10A 21 024SchneiderQ3I = 0,032AIn = 2ADisjoncteur DT 40 Courbe C
Uni+N 2A 21 020SchneiderQ4
I = 0,016AIn = 2ADisjoncteur DT 40 Courbe C
Uni+N 2A 21 020SchneiderK1
I = 5,49AIn = 16ARelais 24V DC
2 contacts inverseur
Embrochable sur support62 329 0240040
FinderK2
I = 5,49AIn = 10AContacteur 25A 230V 2F15 380SchneiderK2
I = 0,016AIn = 10AContact auxiliaire ACTo+f
2A 230V 1O+1F15 914SchneiderK3
I = 5,49AIn = 10AContacteur 25A 230V 2F15 380SchneiderK3
I = 0,016AIn = 10AContact auxiliaire ACTo+f
2A 230V 1O+1F15 914SchneiderK4
I = 0,016AIn = 10AContacteur 16A 230V 1O+1F15 382Schneider
Remarques :
Structure réelle de linstallation
BJ : boite de jonction (au niveau des panneaux photovoltaïques. Elle est située à lextérieur près des panneaux photovoltaïques)
BR : boite de raccordement (liaison entre panneaux photovoltaïques et régulateur. Elle est située dans le local batterie).
En sortie donduleur, les sections utilisées sont 4² jusqu'à lentrée des contacteurs (L= 1m). En sortie des contacteurs (K2, K3), la section pour relier la pompe est 4² (L=16m).
Voir Schéma ci-dessous.
Remarque : sur le schéma, le relais K4 donne la priorité à lalimentation ondulée.
P HOUEE LYCEE JOLIOT CURIE RENNES
Application pédagogique BTS Electrotechnique Page PAGE 5 sur NUMPAGES 12
Application :
Pc = 1200 / (0,6 x 3600) =
Pc = 555 Wc
Formule :
Pc = Ej / (0,6 x Ei)
Application
C = (7 x 1200) / (0,8 x 24) =
C = 437,5 Ah
Formule :
C = (Nj x Ej) / (Dp x V)
Solution : en 24 V
Puissance totale calculée = 555 Wc
Puissance dun panneau = 90 Wc
Puissance totale panneaux = 540 Wc
Nb = 6
Ref : TE 850 90 Wc
Solution : en 24 V
Raccordement batterie en 24 V
Solution : en 24 V
Capacité totale calculée = 437,5 Ah
Capacité dune batterie = 215 Ah
Capacité totale = 430 Ah
Nb = 4
Ref : ADC 6000 215 Ah 12V
Nota : 2 x 2 batteries de 12V en serie. Chaque branche : 215 Ah 24V.
Choix de lOnduleur
Nb = 1
P en W = 2000W
Ref : Solo 24V 2000W
Choix de la pompe
Nb = 1
P en W = 1200W
Ref : EURO INOX 40/50 M
Calcul du courant
Formule :
I = P / V x CosÆ
Application :
I = 1200 / 230 x 0,95 =
I = 5,49 A
Choix du régulateur
Courant total panneaux = 15A
Courant pour le régulateur = 20A
Tension pour le régulateur = 24V
Ref : SS-20L-24V
Courant maxi entre les panneaux et le régulateur I maxi = 15A
Liaison Panneaux batteries via le régulateur : S = 16²
Courant dans la pompe = 5,49A
Section1,5mm²2,5mm²4mm²R (©)0,2550,1530,095RT (©)0,510,3060,19(u (V)2,791,671,04% = (u / U1,210,720,45
Liaison onduleur pompe : S = 1,5²
Pompe
Rappel :
Résistivité du cuivre
( = 22,5 10 -3 © mm² / m
calcul de la résistance
R = ( x (L / s) avec
L : longueur du câble
s : section
Courant entre la batterie et l onduleur I = P / U = 1200 / 24 = 50A
Liaison batterie onduleur : S = 10²
Inverseur de Source
Onduleur
Batteries
Panneaux Solaires Photovoltaïques
P
Réseau EDF
Régulateur
K1
K1
K3
K2
Q2
Q4
Q1
Q3
BJ
BR
L = 2,5m
S = 4²
L = 17m
S = 25²
L = 2,5m
S = 10²
L = 1,5m
S = 10²
REG
Vers Pompe
L = 17m
S = 4²
L = 1,5m
S = 10²
Calcul du courant de court circuit
Icc = Uo / ZT = 230 / 0,19 = 1210,53A
Calcul de limpédance
ZT = 2 x R pour 4mm²
ZT = 0,19©
Pouvoir de coupure : PdC = 4500A NF C 61 410
Justifier : Icc
