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Construis ton bateau solaire

1. Introduction

Construire un bateau solaire télécommandé n’est pas difficile… et pourrait ressembler à ça !!!!!!!!!!

1.1 Source d’énergie: le soleil

Le soleil est une source d’énergie quasiment inépuisable. Chaque année environ 1000 kWh d’énergie solaire (Sol, latine: le soleil) sous la forme d’énergie thermique et de la lumière frappent chaque mètre carré du Luxembourg. Cela correspond à une puissance d’irradiation de 1000 W / m 2.

1.2 Les cellules photovoltaïques

Les cellules photovoltaïques permettent la conversion directe de l’énergie lumineuse en énergie électrique. Chaque année l’équivalent de  1.540.000.000.000.000.000 kWh frappe l’ensemble de surface terrestre sous forme rayonnement solaire. Ce qui  correspond à 15.000 fois la consommation mondiale  en électricité. Le soleil nous apporte donc 15 000 fois plus d’énergie que nous n’en consommons  actuellement sous forme de combustibles fossiles et d’énergie nucléaire.

2. bateau solaire

Un bateau solaire, à l’aide de plaques photovoltaïques, convertit l’énergie solaire en courant électrique. Ce courant, quant à lui, alimente le moteur électrique qui fait tourner hélice. Lors de la conception de votre bateau vous devez absolument vous concentrer sur:

  • Le poids du bateau: Un bateau solaire doit être le plus léger possible. Il est préférable d’utiliser des matériaux légers comme du polystyrène, du balsa, du carton …. Il faut essayer de trouver le meilleur compromis  possible entre la stabilité et un poids réduit du bateau.
  • Il faut un moteur électrique puissant avec une  bonne efficacité énergétique électrique. Utilisez de préférence un moteur brushless. Ils ont meilleur efficacité que les moteurs ordinaires. De plus, ils sont plus légers.
2.1 Matériaux

Nous avons utilisés le matériel  suivant pour construire notre bateau solaire:

  • 20 cellules photovoltaïque (0.5 V / 7.2 A / 72x135x4mm disponibles dans les magasins spécialisés en électronique).

  • 1 moteur électrique BRUSHLESS (Type Graupner 180, tension nominal 7.2 V consommation 6…10 A. Efficacité énergétique 76 %, poids 37 g) avec régulateur (Graupner Compact Control 10, plage de voltage d’alimentation 7.2 …. 12 V, consommation au rendement max: 10A) (disponible dans les magasins d’électronique)

  • 1 récepteur (Graupner B4 SSM 40 B) et 1 transmetteur pour pouvoir télécommander le bateau. Nous avons utilisé un émetteur à deux canaux c.-à-d. un émetteur qui peut télécommander deux engins: Dans notre cas, le premier canal contrôlera le servo (pour les rames) et deuxième contrôlera le régulateur de vitesse. Il existe une réglementation concernant les bandes de fréquences: Les fréquences autour de 25 MHZ sont strictement réservées au trafic aérien ! Par contre, les fréquences de 27 et 40 MHZ peuvent être utilisées pour les maquettes télécommandées. Tu peux trouver plus d’information sur cette réglementation  dans les catalogues spécialisés dans les maquettes, dans les associations et dans les magasins spécialisées.

  • un moteur servo (Graupner C577) pour

  • 1 plaque de bois pour y fixer les cellules photoélectrique;
  • 1 plaque de Styrodur d’une épaisseur de 6 cm pour fabriquer la coque du bateau;
  • vices, colle à bois, interrupteur, peinture…;
  • différents outils
2.2 Générateur solaire

Nous avons montés 20 cellules photoélectrique  (0.5 V, 7.2 A) en série afin d’obtenir une tension de  10V et un ampérage de 7.2 A. Nous les avons visées sur une plaque de bois.

2.3 Flotteurs

Les flotteurs ont été sculptés à partir du styrodur. Ce matériaux se laisse facilement découper à la scie ou au cutter et permet l’utilisation du papier de verre et de la lime. La forme des flotteurs doit être aérodynamique afin de minimiser les frottements avec l’eau.

Plus le bateau est lourd, plus les flotteurs devront être grands. Un bateau déplace son poids en eau (voir principe d’Archimède). Un bateau de 4 kilos déplace 4 kilos d’eau. 4 kilos d’eau correspondent à 4 litres d’eau. Ce qui équivaut à un Volume de 4 dm3. Donc les flotteurs devront au moins avoir un volume de 4 dm3. Comme nous voulions que la partie supérieure du bateau ne soit pas submergé, nous avons multiplié ce volume  des flotteurs par 1.5.

2.4 La caisse contenant l’électronique

Toute l’électronique (régulateur, récepteur, moteur et servomoteur) a été assemblée et a été placé dans une caisse imperméable à l’eau.

Puis nous avons montés les rames sur la caisse. Il est crucial de vérifier que la caisse est bien imperméable à l’eau et qu’aucune goutte d’eau ne peut s’infiltrer à l’intérieur.

Ensuite nous avons fixé la plaque en bois qui portent les cellules photoélectrique à la caisse.

Voilà c’est tout ! Espérons que le soleil pointe le bout de son nez!!! Amusez-vous bien !!

3. Contact

Patrick Delhalt (coordinateurr du Science Club, Musée national d’histoire naturelle du Luxembourg)

4. Liens Internet

Courses de bateaux solaires
Magasins spécialisés dans la vente des composés photovoltaïques

4. Pour plus d’information

  • “Faszination Solartechnik” de Werner Lehnert, ISBN 3-00-012305-9.  Dans ce livre, que tu peux commander via  www.lemo-solar.de, tu trouveras entre autre différents plans de construction comme p.ex. celui d’une voiture solaire. 

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