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Solar fuel cell
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Instrumentation en Milieu Isolé- Alimentation -
Energie solaire et pile à combustible, Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
L. Darras, C. AubertInstitut des Sciences de la Terre
Grenoble, France
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
• Certains sites en milieu isolé, soit dans un milieu boisé, soit sur une face exposée Nord peuvent utiliser de l’énergie solaire, mais insuffisante pour
Contexte:
• Energie solaire insuffisante.
• Energie éolienne inutilisable
• Besoin d’autonomie totale.
Contexte:
• Energie solaire insuffisante.
• Energie éolienne inutilisable
• Besoin d’autonomie totale.
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solaire, mais insuffisante pour une totale autonomie, et l’ajout de panneaux solaires n’y changeront rien.
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
• Le choix est d’utiliser une pile à combustible EFOY PRO Avantages :– Possibilité de configuration des seuils
de tension de mise en route et d’arrêtde la pile.
– Mise en route automatique de
Solution :
• Pile à combustible pour ne charger la batterie que si besoin.
Solution :
• Pile à combustible pour ne charger la batterie que si besoin.
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– Mise en route automatique de protection hors-gel de la pile à 3°C.
– Possibilité de suivi de fonctionnementde la pile par RS232
Bidon 5l, 10, ou 28l.Bidon 5l, 10, ou 28l.PRO600 - 2A,
PRO1200 - 4.2A ou
PRO1600 - 5.4A
PRO600 - 2A,
PRO1200 - 4.2A ou
PRO1600 - 5.4A
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
• Le matériel à alimenter est connecté comme au régulateur solaire sur sa sortie “Application”.
• La batterie est connectée à la fois au régulateur, et à la pile à combustible.
• La pile à combustible est
Combinaison des deux énergies:
• Connexion alimentation solairestandard.
• Pile à combustible reliée directement à la batterie.
Combinaison des deux énergies:
• Connexion alimentation solairestandard.
• Pile à combustible reliée directement à la batterie.
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• La pile à combustible est configurée pour se mettre en route lorsque la tension est infèrieure à 11.5V, et s’arrêter à 13.5V.
• Possibilité de superviser le fonctionnement de cette alimentation via les ports RS232 de la pile et du régulateur.
RégulateurIVT SCD
12V
RS232
Applications
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
• Le régulateur solaire IVT SCD est connecté à l’enregistreur par un port RS232.
• La pile à combustible est connectée à l’enregistreur par un port RS232.
• Les températures internes et
RégulateurIVT SCD
RS232
Pile à combustible EFOY PRO
Datalogger ControlordGigalog SVSol
VBat
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• Les températures internes et externes sont enregistrées via une sonde de température PT100 reliée sur un port analogique de l’enregistreur.
• Les tensions des panneaux solaires et des batteries sont enregistrées via leur connexion sur un port analogique de l’enregistreur.
Utilisation d’ un enregistreur Gigalog S
• Enregistrement des données :
•Pile à combustible par liaison série.
•Régulateur solaire par liaison série.
•Tensions et températures par mesures analogiques.
Utilisation d’ un enregistreur Gigalog S
• Enregistrement des données :
•Pile à combustible par liaison série.
•Régulateur solaire par liaison série.
•Tensions et températures par mesures analogiques.
T°ExtT°Int RS485
USB
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
• A partir des fichiers journaliers récupérés par télétransmission toutes les nuits des données de la veille, et par des scripts écrits en python :
– Transformation des données brutes au format CSV.
Présentation des données au format CSV.
•De la pile à combustible
•Du régulateur solaire.
•Des mesures analogiques .
Présentation des données au format CSV.
•De la pile à combustible
•Du régulateur solaire.
•Des mesures analogiques .
Format CSV pour la pile à combustible :date,battery_voltage(V),output_current(A),operation_time(h),operating_state,operating_mode,cumulative output
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date,battery_voltage(V),output_current(A),operation_time(h),operating_state,operating_mode,cumulative output energy,error_state,cartbridge_level2011-05-16T00:20:00+00:00,12.30,0.00,391.6,auto off,auto,4186.7,no error,cartridge level above sensor or no sensor2011-05-16T05:50:00+00:00,12.29,0.19,391.7,freeze protection,auto,4186.9,no error,cartridge level above sensor or no sensor
Format CSV pour le régulateur solaire :Date,voltage(V),current(A),temperature(C),minvoltage(V),maxvoltage(V),mincurrent(A),maxcurrent(A)2011-08-24T12:00:00+00:00,11.86,1.6,32,11.73,11.93,0.1,2.82011-08-24T12:15:00+00:00,11.82,0.4,33,11.77,12.05,0.1,4.1
Format CSV pour mesures analogiques :Date,TempExt,TempAcq,TempAlim2011-05-17T00:00:00+00:00,8.8,10.2,12.12011-05-17T00:10:00+00:00,8.7,10.1,11.92011-05-17T00:20:00+00:00,8.6,10.0,11.8
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
– Représentation de données de même unité sous une même courbe pour une visualisation facile des données.
Visualisation des données
•.Courbes Tensions
• Courbes Courants de charge.
Visualisation des données
•.Courbes Tensions
• Courbes Courants de charge.
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•Courbes Températures
•Etat de fonctionnement de la pile.
•Courbes Températures
•Etat de fonctionnement de la pile.
Energie solaire et pile à combustible, combinaison des deux énergies
Points forts :
• Mise en route automatique de la pile en cas de nécessité.
•Mémorisation de l’historique de fonctionnement des sources d’énergies pour post-traitement., et maîtrise des conditions de miseen route de la pile (Tension faible ou protection hors-gel)
•Possibilité de modifier à tout moment par télé-transmission les
Points forts :
• Mise en route automatique de la pile en cas de nécessité.
•Mémorisation de l’historique de fonctionnement des sources d’énergies pour post-traitement., et maîtrise des conditions de miseen route de la pile (Tension faible ou protection hors-gel)
•Possibilité de modifier à tout moment par télé-transmission les
ConclusionConclusion
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•Possibilité de modifier à tout moment par télé-transmission les paramètres de réglage de tensions basse et haute.
•Visualisation rapide en cas de niveau de combustible faible.
Points faibles :
• Durée de fonctionnement de la pile limitée, et l’autonomie n’est pas complètement totale puisqu’il faudra changer de bidon de combustible.
•La pile doit être placée dans une caisse thermiquement isolée pour ne pas que la pile utilise du combustible majoritairement pour uneprotection hors-gel.
•Possibilité de modifier à tout moment par télé-transmission les paramètres de réglage de tensions basse et haute.
•Visualisation rapide en cas de niveau de combustible faible.
Points faibles :
• Durée de fonctionnement de la pile limitée, et l’autonomie n’est pas complètement totale puisqu’il faudra changer de bidon de combustible.
•La pile doit être placée dans une caisse thermiquement isolée pour ne pas que la pile utilise du combustible majoritairement pour uneprotection hors-gel.
