cahier des charges 2017

Généralités sur le solaire thermique

Evolution du parc solaire thermique en France

Principe de fonctionnement

Théorie capteur solaire : différents types, rendement ...

Le rayonnement solaire direct, diffus, l'albedo

Notion de gisement solaires

Stockage de l'ECS – Stratification

Nécessité de l'appoint électriques

Conditions sanitaires (légionelle)

Dimensionnent - installation du CESI

étude logicielle de dimensionnement

calcul besoin en eau chaude

volume du chauffe eau

appoint électrique

calcul du gisement solaire

influence de l'inclinaison, de l'orientation, du masque solaire

Etude de l'existant

Etude de la documentation technique du système

CESI ERM

Capteur solaire : Dimensions, inclinaison, orientation, masque solaire, gisement solaire …

Régulateur : caractéristiques, réglages …

Circulateur : caractéristiques, réglages ...

Eléments de plomberie : vase d'expansion, circulateur, fluide caloporteur, vannes

Mise à jour du schéma hydraulique, du schéma électrique

Remise sous pression du circuit primaire

Inspection, nettoyage des capteurs solaires

Remise en service dans les règles de l'art

Validation de l'installation

Etude des instruments de mesure en place

Remise en service de la supervision

Instrumentation – supervision

L'ensemble des capteurs sont reliés à un industruino : https://industruino.com/

Celui est relié via un module Ethernet à un PC superviseur utilisant LabView.

LabView interagit avec l'industruino grace à LINX : https://www.labviewmakerhub.com/doku.php?id=libraries:linx:start

Ensemble des mesures à réaliser via l'industruino

Mesure de la production primaire : Débit – delta température avec Sharky 775

Mesure de la production d'ECS : Débit – delta température avec RayMC

Mesure de la consommation électrique (pour l'appoint)

Mesure de l'ensoleillement : pyranomètre

Mesure de la température extérieure avec une sonde PT100 et son transmetteur

Instrumentation liée au protocole M-Bus

Supervision du protocole M-Bus (compteur d'énergie Sharky) avec un serveur OPC et via le module HWG-PWR3.

Récupération des information issues du protocole M-Bus permettant la validation des données issues des capteurs reliés à l'industruino.

Commande du système

3 commandes doivent pouvoir être lancée depuis le PC superviseur (LabView)

Commande du circulateur (en complément du régulateur)

Commande de l'électrovanne du circuit secondaire pour simuler la consommation en eau chaude d'une famille de 4 personnes

Commande de l'appoint électrique afin d'étudier l'influence de la température en haut du ballon sur le rendement global du CESI.

Les commandes se feront en utilisant des relais commandés par l'industruino.

Analyse des mesures

Organiser la face avant de Labview de manière ergonomique afin d'afficher en temps réel toutes les données et de permettre des commandes mauelles ou automatiques.

Permettre un enregistrement des données essentielles sur une semaine.

Réaliser une campagne de mesure pendant une semaine de mistral. Simuler la consommation d'une famille de 4 personnes. Enregistrer toutes les données.

Analyser en détail ces mesures.

Analyser les performances

Optimiser les commandes : commande du circulateur et de l'appoint électrique

Modélisation

Modélisation du comportement du chauffe eau solaire après analyse des mesures.

L'entrée du système est l'ensoleillement, la sortie est la température de l'ECS. La consommation d'ECS est considérée comme une perturbation, les variations de température extérieure aussi.

Volet économique – administratif

Législation sur le CESI

Faisabilité - autorisations

Aides de l'état

temps de retour économique - rentabilité

Argumentaire de vente chauffe eau solaire

Dossier de Projet

Le dossier de Projet permettra aux professeurs d’apprécier le travail de l’étudiant sur les choix des composants, la conception des schémas, l’analyse des performances du système (techniques, économiques), le réglages des paramètres, la justesse des raisonnements, la rigueur (visible aussi dans la qualité du dossier technique remis), …

Exemple de sommaire du dossier de Projet :

1. Présentation
2. Cahier des charges
3. Calculs, dimensionnement, choix matériel
4. Schémas
5. Conformité
6. Performances

Echéancier semaine 1

Etude du circuit hydraulique

Remise en pression du circuit primaire

Etude du circuit électrique

Découverte des capteurs : Sharky – RayMC – Sonde au platine – transmetteur …

Prise en main de l’Arduino (Leonardo)

Prise en main de l’industruino

Installation – découverte de LabView + LINX

Compteur d’impulsion sur Arduino + visualisation dans Labview

Conversion analogique numérique sur Arduino + visualisation Labview

prise en main du protocole M-Bus sur Sharky + serveur OPC + LabView