FR2529360A1

FR2529360A1 - Solar powered electric circuit theory teaching aid - includes portable circuit box with attached solar panel and fan-motor for demonstrating uses of alternative energy source

Info

Publication number: FR2529360A1
Application number: FR8211439A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1983-12-30
Also published as: FR2529360B3

Abstract

The appliance includes a box (1) whose cover (3) houses a panel (6) of photoelectric cells (7). The panel may be removed from the box to stand on its own frame and support (10-13). Inside the lower part of the box there is a circuit including voltmeters, ammeters, and a battery and resistors. The circuit diagram is layed out on the top surface of the box, with the components inside. Some terminals are accessible from the outside. The solar panel (5) may be attached by wires (8,9) to two input terminals, while a fan motor, or electrical resistance (e.g. fan, 34) may be attached to two output terminals. The whole appliance may be used as a teaching aid.

Description

La présente invention est relative à un matériel pédagogique d'un type nouveau , destiné à faciliter l'enseignement et les travaux pratiques pour l'étude des utilisations de l'énergie solaire0
Le matériel selon l'invention est plus particulièrement destiné à l'enseignement qui concerne les systèmes photovoltaïques , c'est-à-dire ceux qui transforment directement en électricité l'énergie rayonnée par le soleils On s ait en effet que le marché des systèmes photo- voltaïques à usage terrestre n'a cesse d'augmenter ces dernitres années .La hausse constante des prix des combustibles fossiles et la baisse enco re attendue sur le prix des photopiles laisse penser que la solution photovoltaïque deviendra de plus en plus compétitive pour de nombreuses applications , essentiellement dans les pays on voie de dve- loppement . Dures et déjà , un besoin de formation est ressenti de la part des utilisateurs qui doivent assurer le suivi des systèmes photovoltaïques installés. D'autre part, l'initiation et la démonstration des applications photovoltaïques ne semblent pas pouvoir être assurées complètement par les manuels ou matériels pédagogiques existants.The present invention relates to educational material of a new type, intended to facilitate teaching and practical work for the study of the uses of solar energy.
The material according to the invention is more particularly intended for teaching which relates to photovoltaic systems, that is to say those which transform directly into electricity the energy radiated by the suns We indeed have the market for systems Photovoltaics for terrestrial use has continued to increase in recent years. The constant rise in fossil fuel prices and the expected drop in the price of solar cells suggests that the photovoltaic solution will become more and more competitive for many applications, mainly in developing countries. Hard and already, a need for training is felt on the part of the users who must ensure the monitoring of the photovoltaic systems installed. On the other hand, the initiation and demonstration of photovoltaic applications does not seem to be able to be completely ensured by existing textbooks or teaching materials.

La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient , en réalisant un matériel d'enseignement d'un type nouveau * particulièrement biên adapte pour l'étu- de des systèmes photovoltaïques à énergie solaire. The object of the present invention is to avoid this drawback by producing teaching material of a new type * which is particularly suitable for the study of photovoltaic solar energy systems.

Un matériel d'enseignement selon l'invention se prsente sous la forme Btune mallette portative dans le couvercle de laquelle est logé au moins un module solaire groupant des éléments photoélectriques * ce module tant équipé d'un piètement repliable i tandis que par ailleurs , dans le coffret de la mallette t sont groupés les éléments d'un circuit dlectrique dont la schématisation est dessinée sur un panneau coiffant la face supérieure de ce coffret f ledit schéma électrique comportant des bornes de raccordement dans lesquelles l'utilisateur peut engager au choix des fiches électriques qui équipent , d'une part les fils de raccordement du module solaire , d'autre part les fils de divers appareils utilisateurs tels que moteurs ou résistances électriques. Teaching material according to the invention is in the form of a portable briefcase in the cover of which is housed at least one solar module grouping photoelectric elements * this module both equipped with a folding base i while in addition, in the case of the case t are grouped together the elements of an electrical circuit, the diagram of which is drawn on a panel covering the upper face of this box f said electrical diagram comprising connection terminals in which the user can engage at the option of the plugs electrical which equip, on the one hand the connecting wires of the solar module, on the other hand the wires of various user devices such as motors or electric resistors.

Suivant une autre caractéristique de lin- vention , le schéma électrique apparaissant sur le panneau du coffre de la mallette est tracé de manière pédagogique, c'est-à-dire à la façon d'un schéma électrique dessiné au tableau noir par un professeur0
Suivant une autre caractéristique de l'in Invention , la face arrière du panneau est équipée d'éléments du circuit électrique logés chacun derrière l'emplacement où est dessiné sur la face avant le symbole de l'élément correspondant , si bien que , le panneau étant amovible ;; chaque élément du circuit est placé sur la face arrière t contre son symbole qui est dessiné sur la face avant
Grâce à cette disposition , les élèves ne sont pas déroutés et peuvent facilement reconnattre sur les appareils réels du circuit électrique , les symboles qu'ils ont l'habitude de voir dessinés au tableau noire
Le dessin annexé t donné à titre d'exem- ple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention.According to another characteristic of the invention, the electrical diagram appearing on the panel of the trunk of the briefcase is drawn in an educational manner, that is to say in the manner of an electrical diagram drawn on the blackboard by a teacher.
According to another characteristic of the invention, the rear face of the panel is equipped with elements of the electrical circuit each housed behind the location where the symbol of the corresponding element is drawn on the front face, so that the panel being removable; each element of the circuit is placed on the rear face t against its symbol which is drawn on the front face
Thanks to this arrangement, students are not confused and can easily recognize on real devices in the electrical circuit, the symbols they are used to seeing drawn on the blackboard.
The appended drawing, given by way of nonlimiting example, will allow a better understanding of the characteristics of the invention.

Figure 1 est une vue du matériel selon 1' invention replié en position de transport
Figure 2 le montre en position d'utilisation.Figure 1 is a view of the material according to one invention folded in the transport position
Figure 2 shows it in the use position.

Figure 3 illustre un détail du s schéma élec- trique. Figure 3 illustrates a detail of the electrical diagram.

ligure 4 est une vue analogue pour une version simplifiée. Figure 4 is a similar view for a simplified version.

Le matériel selon l'invention , tel qu'il est représenté sur les dessins , se présente sous la forme d'une mallette 1 , formée d'un coffret 2 que referme un couvercle 3 e L'ensemble peut être transporté à l'aide d'une poignée 4
Lorsqu'on ouvre la mallette (figure 2) t on constate qu'à l'intérieur du couvercle 3 , est logé un gé- nérateur photoélectrique 5 . Ce dernier comprend un panneau 6 sur lequel sont réparties des cellules photovoltasques 7 dont 1' ensemble constitue un générateur dont les fils de sortie 8 et 9 font apparaître une différence de potentiel des que les cellules 7 sont exposées au soleil. The equipment according to the invention, as shown in the drawings, is in the form of a case 1, formed of a box 2 which closes a cover 3 e The assembly can be transported using of a handle 4
When the case is opened (FIG. 2) t it can be seen that inside the cover 3 is housed a photoelectric generator 5. The latter comprises a panel 6 on which are distributed photovoltaic cells 7 of which the assembly constitutes a generator whose output wires 8 and 9 show a potential difference as soon as the cells 7 are exposed to the sun.

L'ensemble du panneau 6 est a rticulé sur un piétement de support constitué par un cadre 10 dont le longeron inférieur 11 porte en son centre un pivot 12 sur lequel est articulée une béquille pivotante 13. Lor@qu'on place cette dernière perpendiculairement à la traverse 11, le piètement 10 à 13 peut Outre posé sur le sol ou sur une table t tandis que sur son axe transversal supérieur 14 est articulé le panneau solaire 6 .On peut ainsi régler l'in- clinaison de celui-ci t face au soleil~
La partie supérieure du coffret 2 est refermée par un panneau 15 préférablement réalisé de façon amovible Sur la face arrière , non représentée , de ce panneau t sont fixés divers éléments constitutifs d'un circuit électrique ( ré@istances , batterie d'accumulateurs e etc..).The whole of the panel 6 is crosslinked on a support base constituted by a frame 10 whose lower spar 11 carries in its center a pivot 12 on which is articulated a pivoting crutch 13. Lor @ that the latter is placed perpendicularly to the cross member 11, the base 10 to 13 can additionally placed on the ground or on a table t while on its upper transverse axis 14 is articulated the solar panel 6. We can thus adjust the inclination of the latter t face in the sun ~
The upper part of the box 2 is closed by a panel 15, preferably made in a removable manner. On the rear face, not shown, of this panel t are fixed various elements constituting an electrical circuit (resistors, storage batteries and the like). ..).

Par contre t chacun de ces éléments est schématisé par un dessin sur la facs avant du panneau 15 . Chaque élément est fixé sur la face arrière du panneau 15 * au même emplacement que le symbole qui le représente sur la face avant o
Dans le cas illustré sur la figure 3 t le schéma dont est pourvu le panneau synoptique 1@ comprend t - deux fiches d'entrée femelles 16 et 17 3 - un voltmètre 18 ;; - des ampèremètres 19 , 20 et 21 t - des interrupteurs 22 * 23 et 24 3 - un ensemble régulateur électronique 25 - une batterie d'accumulateurs électrique 26 - un potentiomètre à résistances réglables 27 5 - une diode d' antiretour du courant électrique 28 t - des bornes de sortie présentées sous la forme de fiches fe
meulés , référencées par exemple 29 , 30 , 31 , 32.On the other hand, each of these elements is shown diagrammatically by a drawing on the front face of the panel 15. Each element is fixed on the rear face of the panel 15 * in the same location as the symbol which represents it on the front face o
In the case illustrated in Figure 3 t the diagram which is provided with the synoptic panel 1 @ includes t - two female input plugs 16 and 17 3 - a voltmeter 18 ;; - ammeters 19, 20 and 21 t - switches 22 * 23 and 24 3 - an electronic regulator assembly 25 - an electric storage battery 26 - a potentiometer with adjustable resistances 27 5 - a non-return diode for electric current 28 t - output terminals presented in the form of fe plugs
ground, referenced for example 29, 30, 31, 32.

L'ensemble est complété par un appareil d' utilisation 33 qui peut être de type quelconque . The assembly is completed by a user device 33 which can be of any type.

Le fonctionnement est le suivant t
Le matériel correspondant à la variante de la figure 3 peut être utilisé de quatre façons différentes, à savoir t
A - Les interrupteurs 22 et 23 étant fermés , l'interrup- teur 24 est ouvert e On obtient ainsi un circuit de charge réalisé par le panneau solaire 5 et par la batterie 26,Pour charger cette batterie 26 , il suffit donc de hrancher les fiches des fils 8 et 9 , dans les fiches femelles référen cées rempectivement 17 et 16 sur la mallette.The operation is as follows t
The material corresponding to the variant of Figure 3 can be used in four different ways, namely t
A - The switches 22 and 23 being closed, the switch 24 is open. This gives a charging circuit produced by the solar panel 5 and by the battery 26. To charge this battery 26, it is therefore sufficient to cut off the wire files 8 and 9, in the female files referenced respectively 17 and 16 on the case.

B - Les interupteurs 23 et 24 étant fermés * 22 est ouvert Ainsi , la batterie 26 pourra se décharger sur n' importe quel appareil d'utilisation 33 raccordé aux fiches 29 et 320 On pourra par exemple faire tourner un ventilateur34 ( figure 2). B - The switches 23 and 24 being closed * 22 is open Thus, the battery 26 can be discharged on any device of use 33 connected to the plugs 29 and 320 We can for example rotate a fan 34 (Figure 2).

C - Si l'on ferme tous les interrupteurs 22 , 23 et
24 s le système comporte une batterie tampon 26 . Quand le panneau 5 est insolé n il alimente l'appareil utilisateur 33 , Quand l'insolation diminue ou cesse , l'appareil 33 est alimenté par la batterie 26 . L'ampèremètre 21 indique le
courant de charge ou de décharge traversant la batterie 26.C - If all the switches 22, 23 and
24 s the system includes a buffer battery 26. When the panel 5 is exposed n it supplies the user device 33. When the exposure decreases or stops, the device 33 is supplied by the battery 26. The ammeter 21 indicates the
charging or discharging current through the battery 26.

D - Si les interrupteurs 22 , et 24 sont fermés , 1' interrupteur 23 étant ouvert * l'appareil utilisateur 33 fonctionne directement sur l'alimentation que oenstitue le panneau solaire 5 te Le courant débité sera indique par les ampèremètres 19 et 20 . Si l'appareil utilisateur est un ventilateur 34 , on verra sa vitesse de rotation varier avec l'intensité du rayonnement solaire capté par le panneau 6t. D - If the switches 22, and 24 are closed, the switch 23 being open * the user device 33 operates directly on the power supplied by the solar panel 5 te The current supplied will be indicated by the ammeters 19 and 20. If the user device is a fan 34, its speed of rotation will be varied with the intensity of the solar radiation picked up by the panel 6t.

On a représenté sur la figure 4 , une varian- te simplifiée ne comportant plus de régulateur de charge 25. FIG. 4 shows a simplified variant no longer comprising a charge regulator 25.

Dans ce cas l'utilisation est analogue mais l'opérate-ur pourra surveiller le degré de charge de la batterie 26 à 1' aide du voltmètre 18+fourni par l'utilisateur.In this case, the use is analogous, but the operator will be able to monitor the charge level of the battery 26 using the voltmeter 18 + supplied by the user.

On comprend qu'un matériel selon l'invention
convienne particulièrement bien à l'enseignement t notamment pour la réalisation de travaux pratiques dans des lycées ou
collèges.It is understood that a material according to the invention
particularly suitable for teaching t especially for carrying out practical work in high schools or
colleges.

Dans la variante simplifiée de la figure 4
les appareils de mesure ne sont pas fournis , mais remplacés
par des bornes , pour permettre leur branchement extérieur. In the simplified variant of Figure 4
measuring devices are not supplied, but replaced
by terminals, to allow their external connection.

Claims

1 - Teaching material characterized in that it is in the form of a portable case (1) in the cover (3) of which is housed at least one solar module (5) grouping photoelectric elements (7) , this module being equipped with a folding base (10), (11), (12), (13), while also in the box (2) of the case are grouped the elements of a circuit. electrical diagram whose diagram 9 is drawn on the front face of a panel (15) covering the upper face of this box (2), said electrical diagram comprising connection terminals (16), (17) w (29), ( 30), (31), (32), in which the user can choose to choose electrical plugs which are fitted, on the one hand, to the connection wires (8) and (9) of the solar module (5), on the other hand the wires of various user devices (33) t such as manners, fans, or electrical resistances.

2 - Teaching material according to claim 1, characterized in that the electrical diagram ap appearing on the front face of the panel (15) is drawn in an educational manner, that is to say in the manner of an electrical diagram drawn on the blackboard by a teacher}

3 - Educational material according to any one of the preceding claims, characterized in that the rear face of the panel (15) is equipped with elements of the electrical circuit each housed behind the location where the symbol is drawn on the front face of the corresponding element, so that the panel (15) being removable? each element of the circuit (voltmeter, ammeter, battery of switches switches t potentiometer 9 regulator, etc.) is placed on the rear face, against its symbol which is drawn on the front face