Conception Et Optimisation En Dynamique Forcée D’un Nouveau Prototype De Système De Suiveur Solaire À Deux Axes

Résumé: La collecte énergétique du rayonnement solaire par des systèmes photovoltaïques peut s'effectuer de plusieurs manières : selon une orientation horizontale fixe, sur un plan incliné à la latitude du lieu, sur un plan optimal ou selon une orientation normale. Cependant les systèmes de suiveur solaire à deux axes constituent une alternative prometteuse et sont de plus en plus utilisés dans l'industrie moderne afin d'améliorer la quantité de la puissance produite par les systèmes photovoltaïques. Néanmoins, la conception de ces dispositifs doit donner une attention particulière à l’action du vent et de la neige comme des charges perturbatrices indésirables pour la stabilité et la fiabilité de la structure. L’exploitation des logiciels numériques industriels à outrance pour la modélisation géométrique des suiveurs solaires (Trackers) et la simulation 3D par éléments finis de leurs comportements statiques et dynamique permettent de mieux comprendre, optimiser et améliorer les performances mécaniques et vibratoires à la résistance et à la rigidité. Deux objectifs principaux ont été visés dans cette recherche. Le premier objectif est la conception d’un nouveau prototype du système de suiveur solaire à deux axes (azimut et l'élévation) sous le logiciel industriel SOLIDWORKS. L'innovation de la présente conception est l’utilisation d'une centrale hydraulique pour le mouvement d'élévation pour quatre suiveurs solaires développés et aussi la modélisation géométrique de la structure du système de suiveur solaire à deux axes de type MS-2 TRACKER10+ (à grande échelle 90 m²) est présentée. Le deuxième objectif porte sur le traitement de la stabilité et de la fiabilité des deux suiveurs du point de vue mécanique et vibratoire. On a présenté la conception statique 3D par éléments finis sous SOLIDWORKS/Simulation des deux systèmes de suiveurs solaires soumis aux conditions aux limites de chargements critiques (vent et neige) et des liaisons pour différentes positions (postures) opératoires, ainsi que l’analyse dynamique modale et forcée du nouveau système afin de fixer et apprécier ses qualités dynamiques. Toutefois, l’analyse des deux suiveurs NSSS2 et MS-2 pour les différentes positions de fonctionnement montrent que les systèmes sont stables et fiables car les propriétés mécaniques de résistance et de rigidité sont acceptables et les indices de performance dynamiques sont dans les normes prescrites par la réglementation de dynamique des structures. Finalement, les travaux de cette thèse basés sur l’analyse statique et dynamique des deux suiveurs NSSS2 et MS-2 par éléments finis 3D peut être d’une grande aide non seulement pour la conception des suiveurs solaires à grandes échelles mais aussi peut constituer un outil technologique majeur (produit industriel) pour le design des structures mécaniques dynamiques en général.

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