Arbre solaire ( Système photovoltaïque )
Aperçu des sections
-
-
Présentation de la séquence
Cette séquence engage les élèves dans la conception et la réalisation technique d’une maquette d’arbre solaire suiveur, typique des projets pluridisciplinaires STI2D : électronique, automatisme, énergie solaire, modélisation et programmation embarquée. L’objectif est de construire un système capable d’optimiser la captation d’énergie solaire en suivant la position du soleil, tout en développant une démarche d’ingénierie collaborative et pédagogique.
Objectifs principaux
Comprendre le principe et l’intérêt de l’arbre solaire suiveur (capacité à maximiser le rendement énergétique via l’orientation dynamique).
Concevoir l’architecture technique : choix des capteurs, actionneurs, microcontrôleurs, alimentation.
Réaliser la modélisation (CAO 3D de la maquette, schémas électriques).
Programmer le comportement du suiveur (acquisition capteur – déplacement moteur).
Mettre en œuvre la chaîne de mesure pour tester et optimiser la performance.
Argumenter les choix techniques et présenter la démarche ingénierie (écrite et orale).
Progression simplifiée (TP / étapes clés)
Étape Activité principale Compétences visées Connaissances travaillées 1 Analyse principe suiveur solaire CO1.1, CO2.1 Fonctionnement, bénéfices énergétiques 2 Conception architecture électrique CO2.2 Schémas, choix composants, alimentation 3 Modélisation mécanique/CAO CO3.1 Dessin 3D, optimisation structure 4 Programmation et automatisme CO2.2, CO3.1 Logiciel embarqué, tests capteurs/actionneurs 5 Test, mesure, optimisation CO4.1 Montages, mesures rendement, réglages 6 Restitution finale et présentation CO4.1, CO4.2 Argumentation technique, bilan ingénieur Mission et démarche pour les élèves
Situation problème : Comment modéliser et construire un système capable d’orienter automatiquement ses panneaux pour maximiser la production solaire ?
Travail en équipe pour concevoir le système : analyse du besoin, étude de solution (mécanique, électrique, programmation), modélisation CAO, développement logiciel embarqué (Arduino/ESP32), tests et optimisation.
Restitution finale : dossier technique et présentation orale détaillant tous les choix et les résultats.
Supports Moodle disponibles
Fiches TP, exercices sur le suiveur solaire
Tutoriels vidéo CAO, modélisation et programmation
Dossier projet, modèles de schémas électriques et codes sources
-
-
-
Conception et réalisation d’une maquette pédagogique d’un arbre solaire suiveur.
-
-