Comment une ferme solaire est-elle installée?

Les panneaux solaires, connus sous le nom de panneaux photovoltaïques sont nécessaires pour capter la lumière du Soleil pendant la journée. Il est important que les panneaux soient a l'ombre un minimum, car cela réduit considérablement leur efficacité. Les panneaux doivent être traités comme une vitre. Ils sont typiquement installés dans des cadres en aluminium qui sont ensuite boulonnés à un cadre en acier. Ceux-ci sont ensuite solidement boulonnés au sol ou à un toit. Comme le verre, les panneaux photovoltaïques doivent toujours rester propres.

Des câbles relient l’électricité produite par les panneaux solaires a des batteries. L'électricité qui circule dans les câbles est en courant continu, DC. Les câbles doivent être aussi épais que possible et aussi courts que possible afin de minimiser leur résistance et d'éviter ainsi les pertes d'énergie sous forme de chaleur. . Le fournisseur Britannique Solar-Wind dispose d’un calculateur qui vous permet de déterminer l’épaisseur des câbles à utiliser.

Les batteries sont nécessaires pour stocker transformer l’électricité en énergie chimique potentielle, jusqu’à ce que l’électricité soit nécessaire. Les batteries ne veulent pas être stockées à la lumière directe du soleil (contrairement aux panneaux solaires!) Et une température stable est préférable pour ceux-ci.

Des commutateurs sont nécessaires pour isoler différentes parties du circuit. Ceci est très important pour la sécurité lors de l'installation de la ferme solaire.

L'histoire de la ferme solaire a GJW-IN

L'observatoire situé dans l'école, GJW-IN
Cet observatoire est monté au même niveau que le toit de l'école. En haut à droite de cette photo se trouve la zone du toit où nous avons monté les panneaux solaires. En bas à droite de l'image se trouve une région qui reçoit rarement la lumière directe du soleil: celle-ci a été choisie comme emplacement de la batterie.

Protéger les batteries
Nous avions besoin d'une structure qui était capable de protéger les batteries des écureuils. L'acier nous a semblé comme un matériel adéquat. L'acier pour le bâtiment logeant les batteries a été livré par ce cheval, qui a livré la matériel a reculons pour un déchargement facile.

Remise pour batteries
Celle-ci consiste d’un cadre en acier soudé, revêtu de fines tôles d'acier peintes pour empêcher la rouille. La structure est scellée, pour empêcher l'infiltration d’écureuils, par le sol en béton et par une maille d’aluminium perforée près du toit.

Stocker l'énergie
Nous utilisons des batteries au plomb d’Exide pour stocker l’énergie recueillie par les panneaux solaires. Les batteries sont disposées en quatre bancs comprenant chacune douze cellules de 2V, donnant ainsi une batterie de 24V. La capacité des quatre banques de batteries est de 2000 Ah.

Câbles pour transporter le courant
Des câbles épais sont nécessaires pour transporter le courant sans risque de chauffage et d'incendie. Si les câbles comportent de nombreux fils de cuivre, ils sont plus flexibles, ce qui les rend plus faciles à manipuler. Ces câbles épais sont connectés aux fusibles, aux commutateurs et aux appareils a l’aide de pièces métalliques comprimées qui sont connues sous le nom de réglettes.

Bonne conductivité
Pour quelques-uns de nos câbles, nous avons dû créer nos propres sertissages à partir de tubes de cuivre afin d’assurer que le diamètre correspondait à la taille de nos câbles. Nous avons par ailleurs, appris que le fruit d'un tamarinier à proximité était suffisamment acide pour que le cuivre devienne magnifiquement propre et parfait pour nos besoins.

Cadres en acier
Des cadres en acier solides supportent les panneaux solaires. Il est important qu'ils soient fixés à la surface en dessous, dans le cas présent le toit de l'école, et capables de résister a des vents violents. Des trous ont été percés dans le toit avec une perceuse à percussion et des boulons ont été liés chimiquement à l'intérieur de ceux-ci pour assurer la solidité de la structure.

Soutenir les panneaux
Les cadres ont été orientés de manière à aligner les panneaux solaires avec le soleil à midi solaire local. Les panneaux sont solidement boulonnés aux cadres.

Conduit pour les câbles
Un conduit renforcé protège les câbles depuis les panneaux solaires jusqu’au compartiment à batterie, pour les protéger des intempéries et des animaux un peu trop curieux.

Petit singes espiègles!
Nous espérons que ces singes ne s'amuseront pas trop près de la ferme solaire ou de l'observatoire!

Convertisseurs de tension
Les batteries fournissent une tension légèrement supérieure à 24V mais certains de nos appareils doivent être alimentés en 12V, 5V ou même 48V. Nous utilisons des convertisseurs de tension Victron pour nous assurer que chaque appareil est alimenté à la tension appropriée.

Faire de bons raccords
Pour connecter les câbles aux différents appareils, nous utilisons des réglettes de différentes tailles en fonction du diamètre du câble. De gros outils de sertissage sont nécessaires pour assurer des raccords durables.

Gestion de circuit
Nous utilisons des disjoncteurs et des isolateurs pour assurer la déconnection en toute sécurité d’une partie du circuit si celle-ci nécessite de la maintenance.

Fusibles
Nous utilisons des fusibles pour protéger les câbles contre leurs surchauffes dans le cas peu probable de surintensité. Ces fusibles sont montés dans de solides boîtiers isolants, un pour chaque groupe de batteries.

Fusibles en ligne
Les fusibles ont une grosse capacité et sont boulonnés afin de s'assurer que toutes les connexions soient bonnes. Avec les fusibles en place, le circuit est terminé!

Contrôle des appareils
Après avoir soigneusement testé tous les circuits du système, nous avons pu connecter les dispositifs de l'observatoire. Ceux-ci sont contrôlées par des commutateurs IP CC fabriqués par les enregistreurs numériques. Nous pouvons donc allumer et éteindre les appareils à distance, via Internet.

Mise à la terre
Il est essentiel d’avoir une bonne prise à la terre pour l'ensemble du système, y compris la batterie. La barre de terre sur la photo à droite est reliée à une épaisse tige de cuivre qui descend à une profondeur de 16 pieds sous la surface.

Observatory power
The electricity up to the observatory is via three routes, each one controlled by a circuit breaker. Each set of solar panels can be disconnected via an isolator. The controllers that govern how the panels charge the batteries are made by MorningStar.

Puissance de l'observatoire
L’électricité de l’observatoire passe par trois voies, chacune contrôlée par un disjoncteur. Chaque ensemble de panneaux solaires peut être déconnecté via un isolateur. Les contrôleurs qui gouvernent la façon dont les panneaux chargent les batteries sont fabriqués par MorningStar.

Test des systèmes et ingénierie haute performance
Il est essentiel de tester et de vérifier rigoureusement les systèmes fournissant l’électricité et la surveillance continue.

La surveillance météorologique était déjà en place à l’observatoire pour nous indiquer si les conditions météorologiques permettaient de faire des observations astronomiques.

Connectivité du réseau à Oxford
Grâce à la société de cybersécurité Sophos et à leurs périphériques Ethernet à distance, cet observatoire scolaire, comme tous les observatoires du Global Jet Watch, est connecté en toute sécurité au département de Physique de l'université d'Oxford. Leur soutien généreux de notre projet, y compris l’apport d’internet à cette école en Inde, est extrêmement apprécié et très utile pour inciter les élèves à aimer la science, l’ingénierie et la technologie. Merci Sophos!