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Conception et construction d'un lampadaire automatique utilisant un panneau solaire

L'éclairage est l'une des solutions que nous recherchons tous lorsque nous voulons améliorer la mobilité et la sécurité la nuit. Les propriétaires installeront un lampadaire automatique utilisant un panneau solaire pour égayer leurs rues et créer une expérience de jour. Les bâtiments commerciaux utilisent des systèmes d’éclairage public pour éclairer leurs parkings et leurs complexes afin d’améliorer la surveillance.

Le mouvement pour l'énergie verte a provoqué un changement dans l'industrie où les lampadaires tirent leur énergie de l'énergie du soleil. L’énergie solaire est une source d’énergie fiable et efficace et est devenue depuis des décennies la meilleure alternative à la source traditionnelle.

L’augmentation de l’installation de lampadaires à énergie solaire est un bon indicateur du fait qu’avec l’équipement, les connaissances et les compétences appropriées, n’importe qui peut en concevoir et en construire un. Dans cet article, nous allons aller plus loin et apprendre à concevoir et construire un lampadaire automatique à l'aide d'un panneau solaire.

Un lampadaire solaire automatique est différent du lampadaire solaire standard en termes de contrôle de puissance. Un système automatique permet aux luminaires de s'allumer et de s'éteindre tout seuls. La configuration standard nécessite une activation manuelle et en raison d'une erreur humaine, le responsable oublie de l'éteindre. L'utilisation de l'automatisation dans les systèmes d'éclairage public réduit la consommation d'énergie.

Si vous souhaitez concevoir et construire lampadaire automatique, voyons d'abord comment en concevoir un.

Conception d'un lampadaire automatique utilisant un panneau solaire :

Pour commencer, vous aurez besoin d'un panneau solaire, de luminaires, d'une unité de commutation, d'une batterie, de contrôleurs de charge, d'un onduleur, d'un poteau et de quelques fils ou câbles.

Un lampadaire automatique utilisant des panneaux solaires présente les caractéristiques suivantes :

  • Le système allume les luminaires au crépuscule et les éteint à l'aube
  • Le système commencera automatiquement à charger la batterie une fois les luminaires éteints

La taille du batterie dépend de la quantité d’énergie nécessaire pour produire la lumière à la luminosité requise pendant la période définie. D'autre part, la taille du panneau solaire dépend de la puissance requise (puissance), de l'efficacité (taux de conversion), de l'irradiation solaire reçue et de la température climatique de l'emplacement.

Quant aux contrôleurs ou régulateurs de charge, leurs noms suggèrent qu’ils sont utilisés pour contrôler et réguler le flux de courant dans les batteries, garantissant ainsi qu’elle conserve sa capacité de charge maximale. Ils protègent également la batterie contre la surcharge et la surchauffe. Les contrôleurs modernes sont dotés de technologies sophistiquées telles que le suivi du point de puissance maximale (MPPT) et modulation de largeur d'impulsion (PWM), qui peuvent ajuster le taux de charge en fonction du niveau de la batterie.

Puisque l’énergie stockée dans la batterie est sous forme de courant continu (DC), vous aurez besoin d’un onduleur pour la convertir en courant alternatif (AC). Vous déterminerez la longueur de votre poteau en tenant compte de l'intensité de l'éclairage et de l'ombre de la zone. D'un autre côté, la taille et la longueur de votre câble d'interconnexion dépendent respectivement de la quantité de courant requise et de la distance entre les composants.

Il existe différents types de luminaires parmi lesquels vous pouvez choisir, tels que les lampes à LED, à incandescence, à décharge de gaz, à décharge et aux halogénures métalliques. L'automatisation d'un lampadaire solaire commence et se termine au niveau de l'unité de commutation. Vous devrez connecter un circuit de commande à l'interrupteur pour que le système puisse fonctionner par la présence et l'absence du soleil.

Au crépuscule, le circuit de détection de lumière permettra au courant de circuler de la batterie vers les luminaires, tandis qu'à l'aube, il fermera le chemin pour charger la batterie. Pour réaliser cette fonction automatique, vous aurez besoin d'un transistor et d'un mécanisme de capteur appelé Light Dependent Resistor (LDR) ou d'une photodiode ou phototransistor.

Le concept théorique du LDR est qu’il s’agit à la fois d’une photorésistance (fonctionne comme un capteur et une résistance). Sa résistance varie en fonction de la lumière qui tombe sur sa surface ; la présence de lumière réduit la résistance et vice versa. C'est l'augmentation de la résistance provoquée par une augmentation de l'obscurité qui développe une tension de seuil qui active le transistor.

Construction d'un lampadaire automatique à l'aide d'un panneau solaire

La phase de construction consiste à mettre en œuvre le plan de conception. Cela comprend le montage du matériel et le développement de la base du système de lampadaire solaire. Pendant le processus d'assemblage, votre objectif principal doit être de créer un circuit de commutation automatique pleinement fonctionnel. Vous devez également construire des boîtiers pour les différents composants et assurer l’isolation des composants électriques.

Avant de monter vos composants sur le poteau et de fixer l'unité dans la fondation, vous devrez effectuer une configuration expérimentale pour vérifier que votre système fonctionne. Ce processus de test vous aidera à vérifier l'état de fonctionnement de chaque composant. Après les tests, vous devriez être en mesure de déterminer si le système est fiable en termes de fourniture de lumière suffisante la nuit.

Après la configuration expérimentale, vous pouvez ensuite monter le panneau solaire en haut et le luminaire en dessous, en tenant compte de leurs hauteurs requises. Le montage du module solaire ne doit pas être permanent puisque vous devrez l'ajuster pour obtenir le bon angle d'inclinaison.

L’assemblage des composants de votre système de lampadaire solaire doit commencer à partir du sol, puis le câblage suivra ensuite. Aucune programmation n'est requise lors de la construction du circuit de coupure ; tout ce dont vous avez besoin est un peu de connaissances et de compétences en électricité pour placer correctement les résistances et les transistors dans l'unité de commutation.

Vous aurez besoin de plus d'aide pendant la phase de construction, en particulier lorsque vous devrez soulever l'ensemble du lampadaire solaire. Vous aurez besoin d'équipement de support et d'outils de fixation pour monter les composants principaux sur le poteau et placer les poteaux avec les composants du lampadaire solaire dans la fondation.

Il s’agit donc de la conception et de la construction d’un lampadaire automatique utilisant des panneaux solaires. En fin de compte, vous pourrez économiser et conserver efficacement l'énergie grâce à la fonction automatique.

Vérifier Comment gérer le calcul de la conception des lampadaires solaires avec Dialux?

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