Le Chaton Sportif

• L’analyse STEEPLE permet d'élaborer une planification stratégique d’un projet. 

• STEEPLE est un acronyme qui prend en compte le facteur social, technologique, économique, environnemental, politique, légal et étique.

• En ce qui concerne le social, les maladies et affections liées au manque d’activité physique sont de plus en plus communes. 

• Pour la technologie, l’idée repose sur le principe d’un dynamo qui transforme l’énergie mécanique d’un pédalier en énergie électrique.

• L‘économie est respectée car les matériaux utilisés pour le vélo sont peu chers.

• Générer de l’énergie en pédalant est soutenable et une source d’énergie verte donc cela respecte le critère environnemental.

• La politique du pays encourage les citoyens à utiliser des énergies renouvelables. 

• L’exercice du vélo n’a pas de restriction donc pas de problème de légalité. 

• De plus le projet est étique, ce n’est pas innovant, c’est respectueux de l’environnement et à bas prix.

• Le besoin d'énergie et la production d'énergie plus durable est important. 

• Les chercheurs ont proposé un système qui utilise l'énergie de pression générée par les mouvements humains pour produire de l'énergie électrique renouvelable.

• Le système proposé est schématisé page 5 de la thèse.

• Le pédalier est relié au générateur, l’énergie passe dans un circuit convertisseur pour être stocké dans une batterie pour aller ensuite dans un circuit intercepteur. L’efficacité de ce système est environ de 60 pourcent.

2.2 Vélo d’exercice dans un club de fitness :

• Selon les chercheurs, un cycliste moyen peut générer 75 watt de puissance en 1 heure et jusqu'à 200W à 25 km/h pendant de courtes périodes.

• L'énergie électrique générée peut être stockée dans des banques de batteries pour faire fonctionner de petits appareils dans la salle de sport.

• Les tests sur un prototype ont montré que la production d'énergie peut atteindre 1,38 kWh pour un cycle de six heures avec un vélo, et jusqu'à 2000kWh en un an avec cinq vélos, ce qui représente 42% de la consommation totale d'énergie. (détails des calculs p8 de la thèse)

• Le système nécessite un panneau de contrôle, un générateur, un onduleur, des convertisseurs, un régulateur de tension et une batterie. 

• Le système comporte deux convertisseurs, le 12/24VDC pour l'ajustement de la tension et le 24/48VDC s'occupe de l'interrupteur statique, ainsi qu'un onduleur avec deux modes de fonctionnement. L'énergie générée par le vélo de sport fait augmenter la tension de la batterie, ce qui active le convertisseur 12/24VDC et distribue l'énergie au bus CC. (schéma électrique p10)

2.3 Utiliser des vélos stationnaires pour alimenter une salle de sport verte : Utiliser uniquement des vélos stationnaires pour produire suffisamment d'électricité pour l 'alimentation d'une "salle de sport verte". Le dispositif expérimental utilisé comprend :

• Un wattmètre pour mesurer la puissance d'entrée résultante de l'énergie mécanique produite par le pied de l'utilisateur sur la pédale du vélo

• Un moteur à courant continu de 250 watts qui joue le rôle de générateur et de source de tension

• Un dispositif de fixation du moteur

• Un manchon de traction en caoutchouc pour augmenter le coefficient de frottement

• Une fixation du moteur à courant continu

• Un NI Elvis pour la collecte de données

Le modèle comporte également une partie logicielle avec un traqueur d'entraînement et un instrument virtuel LabVIEW pour déterminer la puissance de sortie en fonction de la tension et des valeurs de résistance. L'étude suppose que les vélos fonctionnent 8 heures par jour, produisant une énergie de 1,6 MJ (ou 0,44 kWh) chacun avec une efficacité moyenne du système évaluée à environ 51%.

• La salle de sport dispose de plusieurs salles dédiées à différents types d'activités physiques, notamment la danse, la musculation et les machines.

• Le projet se concentre que sur la salle des machines, qui comprend 13 appareils (7 vélos, 2 steppers, 2 elliptiques et 2 arc trainers, ainsi qu'au moins 6 tapis roulants). 

• Une observation a été effectuée sur une semaine pour déterminer le temps et l'usage de la salle des machines.

• Le temps moyen d'utilisation par personne est de 15 minutes. Le tableau d'utilisation montre que le week-end est le moment où il y a le plus d'utilisation et que le jeudi est le moment où il y en a le moins. Au total, la salle a été utilisée pendant 149 heures au cours de la semaine.

Chaque équipement a sa propre puissance selon le tableau suivant :Puissance de l'appareil (en watts) :Tapis de course 2400, Vélo 500, Stepper 150, Entraîneur elliptique 100 et Vélo d'appartement 600. La production d'énergie par jour est donc la suivante (Jour Énergie générée (en kWh))

Lundi : (10*2400)+(8*500)+(4*150)+(2*100)+(3*600) = 1,8 kWh

Mardi : (4*2400)+(2*500)+(1*150)+(1*100)+(2*600)= 1,2 kWh

Mercredi : (8*2400)+(6*500)+(5*150)+(3*100)+(1*600)= 0,6 kWh

Jeudi : (3*2400)+(2*500)+(1*150)+(1*100)+(1*600)= 0,6 kWh

Vendredi : (9*2400)+(4*500)+(2*150)+(0*100)+(0*600)= 0,3 kWh

Samedi : (12*2400)+(6*500)+(4*150)+(5*100)+(3*600) = 1,8 kWh

Dimanche : (11*2400)+(7*500)+(6*150)+(3*100)+(2*600) = 1,2 kWh 

• Plusieurs facteurs rendent la production d'énergie difficile. Tels que le faible niveau d'utilisation, l'absence de cours collectifs et la difficulté à récupérer suffisamment d'énergie en raison de la résistance des machines.

• L'énergie solaire est fiable et peu coûteuse grâce à la technologie de capture de la lumière du soleil pour produire de l'électricité à l'aide de cellules solaires photovoltaïques en utilisant principalement du silicium pur.

• Elle est respectueuse de l'environnement car elle émet très peu de CO2 par kWh produit, comparée au charbon qui émet 20 fois plus.

• Il existe deux types de configurations de systèmes solaires : en réseau et hors réseau. 

• Le système en réseau est connecté directement au réseau électrique

• Le système hors réseau est connecté à un banc de batteries pour stocker et réutiliser l'énergie (ce qui est utile  cas de pénurie d'électricité.) 

• Le système de cellules solaires PV convertit la lumière du soleil en courant continu, qui est régulé par un régulateur de charge, puis stocké dans un système de batteries pendant la nuit, et enfin converti en courant alternatif à l'aide d'un onduleur pour être utilisé par les appareils.

• Le système hybride photovoltaïque-biomasse se compose de panneaux solaires, d'un convertisseur, d'une batterie, d'un générateur de biomasse et utilise des noyaux d'olive comme combustible.

• Le photovoltaïque représente 81,2 % de la production totale d'énergie, avec une période de récupération de 6,9 ans et une réduction des émissions de CO2 de 3,81 tonnes par an. Le coût d'investissement est de 714,29 $/kW et le coût de la biomasse est de 0,0833 $ par tonne.

• Un système autonome est un système solaire hors réseau qui stocke l'énergie excédentaire dans des batteries pour une utilisation ultérieure. Cela permet une autonomie totale du système, notamment en cas de pénurie d'électricité. Le choix d'un tel système dépend de l'importance du rayonnement solaire dans la région, et il est important de calculer la quantité de lumière solaire que les panneaux photovoltaïques absorberont. 

• Le graphique 14 présente les données pour la région d'Ifrane, montrant que la durée d'ensoleillement la plus longue se situe en juillet, avec environ 310 heures d'ensoleillement, et la plus courte est en novembre, avec environ 208 heures. La quantité moyenne d'ensoleillement par jour est de 7,47 heures.

• Pour calculer la taille des panneaux solaires, nous devons d'abord considérer l'équation suivante :kWh par mois / (ensoleillement moyen par jour * 30) = kW système solaire

• On considère que la consommation d'électricité est de 1 000 kWh par mois, on obtient : 1000 / (7,47 * 30) = 4,464 kW système solaireEn considérant un panneau solaire de 195 W qui coûte 270 MAD l'unité (24 euros), le nombre de panneaux solaires nécessaires pour une telle installation. Nombre de panneaux = 4464 / 195 = 23 unités solaires. Le coût de ces panneaux solaires s'élève donc à : 23 * 270 = 6 210 MAD (environ égale à 565 euros)

• Le tableau des caractéristiques des technologie de batterie établit une comparaison entre les différents types de batteries disponibles sur le marché.

• L'acide-plomb s'agit d'une technologie très courante et de l'option la moins coûteuse par rapport aux batteries lithium-acide.

• L'accumulateur au plomb à cycle profond a une durée de vie de 2000 et un rendement de 75 %. En outre, la capacité de la batterie est d'environ 250Ah. Enfin, cette option est intéressante pour les systèmes hors réseau.

Le rendement de l'onduleur est le rapport entre la puissance de sortie utilisable et la somme de la puissance des deux types d'entrée. La plupart des onduleurs de la génération actuelle ont un rendement très élevé, compris entre 85 % et 95 %.