TPE……………..PPCST. Le cadre des TPE: 2 heures par semaine de septembre à janvier Semaine...

TPE……………..PPCST

Le cadre des TPE:

2 heures par semaine de septembre à janvier

Semaine 1 2h de cours3h de TP

3h de PPCST

Semaine 2 2h de cours1h synthèse - 3h de TP

2h de PPCST

Semaine 3 2h de cours4h de TP

2h de PPCST

Semaine 4 2h de cours4h de TP - 1h synthèse

1h de PPCST

La répartition se fait suivant les besoins en gardant un équilibre sur la durée

4 semaines 8h de PPCST

La spécificité des sciences de l’ingénieur:

Principes

fondamentaux

Solutions

technologiques

Lois et modèles

Génie

Conception

Idée

La spécificité des sciences de l’ingénieur:

La production doit donner lieu à:

Un dossier et Une maquette

Utiliser et gérer l’énergie solaire

L’intégration dans les thèmes nationaux:

Génération d’énergie Création et produit

Amélioration Evolution d’un produit

Energie renouvelable: Utilisation du soleil

Risques naturels et technologiques

Rendre le robot tondeur plus autonome

énergétiquement par utilisation d’énergie

photovoltaïque

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Création et produitRisques naturels et technologiques

Génération d’énergie

EcologieEconomie

ChimieEPS

FrançaisGéographie

HistoireLangues

MathsPhysique

SVTSI

Energie

Informations

Panneaux solaires embarqués

Panneaux solaires sur la borne de recharge

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Répartition de la classe en 8 groupes: A,B,C,D,E,F,G et H

Dont 5 sur le robot tondeur: A,B,C,D et E

Groupes A et B Groupes C,D et E

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Documents préparatoires

Activités, mise en œuvre TPE – PPCST

Objectif: Rendre le robot tondeur Husqvarna autonome du point de vue énergétique en utilisant l’énergie photovoltaïque provenant du soleil pour recharger les batteries.

Information et énergie: - Alimenter - Distribuer - Convertir - Transmettre

Principe de la transformation de la lumière en énergie électrique

Une démarche: Tous les groupes

Pluridisciplinarité Lois et modèles

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Le principe général d’utilisation de l’énergie solaire

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Courbes d’une cellule photovoltaïque Carte de France d’ensoleillement

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Une démarche: Les groupes A et C (Embarqué et borne)

Le choix du panneau solaire

Besoins en énergie (En parallèle avec des TP)

Possibilités suivant ensoleillement

Choix d’une surface de panneau

Pluridisciplinarité Différents types de photopiles

Pluridisciplinarité

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Une démarche: Les mêmes groupes A et C

La validation de la solution

Comparaison des contraintes encombrement et mobilité

Choix des panneaux

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Une démarche: Le groupe A (panneaux embarqués)

La mise en place sur la tondeuse

Réalisation d’une maquette virtuelle du nouveau capot de la tondeuse

Deux capots articulés portant chacun un panneau

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Une démarche: Deux autres groupes B et D

La recharge de la batterie

Différents types de batteries Principe charge et décharge

Pluridisciplinarité

Choix de la batterie

Panneau embarqué 2 Batteries NiCd

Poste de charge Batterie au plomb + Onduleur

L’onduleur est nécessaire pour alimenter les boucles de pilotage

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Une démarche: Les deux groupes B et D

La recharge de la batterie

Réalisation des maquettes des cartes électroniques de charge

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Une démarche: Tous les 5 groupes du robot tondeur

Synthèse - Comparaison des deux solutions

Les connaissances acquises sont partagées entre tous les groupes

Panneau solaire embarqué Panneau sur plot de chargePas de retour chargeur : gain d’énergie Plus besoin d’alimentation secteur

Nécessite deux batteries NiCd pour un fonctionnement permanent

Le panneau peut-être placé suivant la meilleure exposition, protection

Le déplacement de la masse des deux panneaux (5kg) consomme de l’énergie

Nécessite un onduleur pour alimenter les boucles de pilotage

La capacité de charge est fonction du terrain (nombreux arbres)

Nécessite une batterie au plomb

L’encombrement du robot tondeur est sensiblement augmenté

La borne peut avoir une autre utilité (éclairage de nuit par exemple)

Utiliser et gérer l’énergie solaire

Christian Chamayou