Fabrication d'un panneau solaire pour alimenter une station météo - Senfablab Dakar

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Atelier physiquement organisé sur le sujet (à partir de la liste des ateliers gratuits publiés) "Défaral Sa Panneau Solaire" - Fabrique ton panneau solaire pour ta station météo
Durée de l'atelier 1 jour
Objectifs de Développement Durables concernés (ODD)
  • Énergie propre et d'un coût abordable
  • Inégalités réduites
  • Villes et communautés durable
  • Consommation et production responsables
  • Lutte contre les changements climatiques
Défis Résilience des territoires ADEME (si applicable)
  • Alimentation et agriculture
  • Ilôts de chaleur
  • Gestion de l'eau et des sols
Objectifs pédagogiques

Connaissances techniques :

  • Apprendre des techniques de base d'électricité : souder, dénuder des fils, mesurer une tension électrique avec un multimétre...
  • Comprendre ce qu'est une batterie et comment le courant électrique circule, où il est stocké.
  • Notions de voltage, polarité, charge et décharge. Economie d'énergie.

    Soft skills :

  • La ponctualité
  • Savoir travailler en groupe
  • Respecter des consignes
  • Etre attentif à sa sécurité et celle des autres
  • S'adapter avec les moyens locaux : comment utiliser une batterie amovible de téléphone portable pour la charger avec le panneau solaire, et faire fonctionner des dispositifs (par exemple en cas de coupure d'électricité). Le panneau permet de charger cette batterie et la batterie peut ensuite faire fonctionner la station météo ou tout autre dispositif.


Notions transmises :

  •  Sensibilisation à l'environnement : intérêt de l'énergie solaire par rapport à d'autres sources d'énergie.
  • Le panneau va servir à alimenter une station météo : découverte des capteurs environnementaux (température, chaleur...).
Outillage Pour 5 personnes l'atelier est très facile à préparer côté outillage :

  • Matériel pour souder (fer, éponge, pince coupante)
  • fils électriques (récupération possible)
  • Batteries ou "power bank".

Il est possible de faire cet atelier hors les murs facilement car le matériel est transportable et peu volumineux.

Dans le cas de plusieurs groupes : faire des groupes de 5 personnes et disposer d'autant de fers à souder et de "kits" que de groupes. (Voir documentation de fabrication Senfablab).
Matériaux Les cellules solaires sont fixées sur du plexyglass. On peut utiliser du bois mais il faudra éviter tout contact entre l'arrière des cellules et une surface humide.

  • Si le fablab est équipé d'une découpe laser, préparer une plaque à l'avance.
  • Sinon il aurait été possible de découper une plaque dans un autre matériaux pendant l'atelier.
Local/Lieu Comme tout atelier basé sur l'électricité, il faut le faire au sec.
  • Cet atelier nécessite du 220V, donc on peut le faire n'importe où en intérieur ou en extérieur, mais pas en cas de coupure d'électricité.
  • 20 m2 pour 5 personnes. Une grande table avec tout le monde autour.
  • Pas de contraintes particulières (salissures...).
Équipe
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  • 3 personnes minmum pour accompagner les participants.
  • Un fabmanager, deux aides ou animateurs. On accueille des grands débutants, donc il faut être nombreux.
Normes/Sécurité Attention il faut souder dans cet atelier. Donc : on doit donner des consignes claires au niveau de l'utilisation du fer à souder et surtout très bien accompagner les débutants en soudure.

Comme toujours, ne JAMAIS laisser traîner le fer ni le perdre de vue.
Le fer à souder a son propre endroit et ne bouge pas. On montre son espace et on explique que personne ne doit y toucher sans demander la permission.

Risque incendie : bien vérifier que le fer ne touche aucune matière inflammable et le faire refroidir avant les temps de pause.
Financement Peu couteux. Environ 18000 Francs CFA pour un groupe de 5 personnes fabricant le prototype.
Multiplier si nécessaire par le nombre de groupes de 5 personnes si vous voulez accueillir plus de public.
Communication Il y a beaucoup de personnes qui passent par le fablab.

Annonce et recrutement des participants :

  • Bouche à oreille avec tous les visiteurs et membres du fablab.
  • Publication de l'atelier sur facebook et twitter.

Un numéro de téléphone ou venir en présenciel pour s'inscrire.

Les participants ont un numéro de téléphone pour s'inscrire et on leur indique s'il reste de la place.
Accueil
  • Mot de bienvenue
  • Présentation du fablab par le fabmanager
  • Présentation de l'équipe qui va animer l'atelier
  • Présentation de l'atelier qui va se dérouler
  • Echange sur l'intérêt de fabriquer soi-même son énergie solaire.
  • Rassemblement des participants autour de la table de fabrication.
Consignes
  • - On insiste sur la sécurité avec le fer à souder
  • Etre très concentrés sur ce que l'on fait : les cellules solaires sont fragiles et ne doivent pas tomber. Une seule cellule cassée et l'atelier ne sera pas un succès.
  • Coopération : il ne s'agit pas d'un exercice individuel mais collectif : on coopére et on s'entraide pour que cela marche à la fin. Chacun doit partager ses connaissances pour permettre au groupe d'aboutir.
Préparation des Matériaux/Kits
  • Disposer si possible de la plaque de plexyglass qui va supporter les cellules solaires à l'avance (donc la découper au moins la veille).
  • Venir sur l'atelier avec outillage et composants (faibles contraintes, peut se transporter facilement par exemple dans un sac).
Pauses
  • L'atelier dure 4 heures.
  • Une pause obligatoire de 15 mn au bout de 2 heures.
Ceci pour maintenir l'attention des participants qui ne peuvent la maintenir non-stop pendant 4 heures.
  • L'atelier est ponctué de points toutes les 30 mn par le fabmanager ou un animateur. On stoppe le travail, on récapitule ce qui a été fait et on rappelle l'étape suivante.
Fabrication/Assemblage
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L'atelier peut être totalement réalisé par des débutants sous la supervision de l'équipe, aucun pré-requis n'est nécessaire. L'essentiel est de bien veiller à l'éxécution rigoureuse des tâches en étape par étape.

Attention à l'accrochage des cellules solaires sur le panneau : elle ne devront jamais tomber.
Etapes avec les participants Phase d'accueil et de bienvenue

  • Présentation du fablab par le fabmanager
  • Présentation de l'équipe qui va animer l'atelier
  • Présentation de l'atelier qui va se dérouler
  • Echange sur l'intérêt de fabriquer soi-même son énergie solaire.
  • Rassemblement des participants autour de la table de fabrication.

Lancement de la phase de fabrication

Consignes aux participants (cf plus haut).
Première phase de deux heures ponctuée de points d'étapes toutes les 30 mn. Objectif compréhension du fonctionnement des cellules photovoltaïques.

  • Objectif de cette phase : découverte des cellules photovoltaïques, découverte de la soudure, notions de pôles et de courant (tension, puissance), on fait un essai en éclairant un petite led. Cette étape prouve le lien entre théorie et réussite pratique. C'est important pour mettre les participants en confiance et les rendre fiers de leur travail (ça marche !).

Pause médiane de l'atelier

La pause dure 15 minutes et on doit insister pour la faire respecter (les participants ne veulent pas arrêter en général).

Deuxième phase de fabrication de deux heures, ponctuée de points d'étapes toutes les 30 mn. Objectif compréhension du fonctionnement d'une batterie, des notions de charge et de décharge, régulation de charge, stockage d'énergie.

  • Elle consiste dans le branchement sur des batteries, la compréhension du stockage de l'énergie et on va fabriquer cette brique pour la relier à la brique de "capture de l'énergie" (cellules solaires).
  • On commence par expliquer ce qu'est une batterie, des pôles, la notion de charge et de décharge.
  • On explique pourquoi un régulateur de charge, à quoi cela sert. On utilise le multimètre qui permet aux gens de "voir" le courant et de le mesurer. Chacun peut essayer et faire cette découverte.
  • On fabrique le régulateur de charge et on explique les dangers, comment un circuit de charge pourrait au contraire décharger ou abimer un dispositif etc.
  • On branche le panneau solaire sur la batterie et on branche le multimètre pour montrer le courant qui passe du panneau solaire vers la batterie. La charge fonctionne. C'est la méthode de base pour récupérer de l'énergie avec des panneaux solaires.

A ce stade le panneau solaire fonctionne et charge la batterie.

Phase de conclusion.

On débranche le fer à souder. On obtient l'écoute de tous. On range tout et on se rassemble autour du dispositif posé au centre de la table.

Avec toute l'équipe et les participants, on commence par une phase de questions/réponses.

  • Est-ce la première fois que vous voyez un fer à souder ?
  • Connaissiez-vous les pôles + et - d'un dispositif électrique ?
  • Aviez-vous déjà utilisé un multimètre ?

Ceci permet que les participants se rendent compte de tout ce qu'ils ont appris entre leur arrivée et la fin de l'atelier.

On termine par des félicitations à tous, un rappel des moyens de venir à d'autres ateliers, les modalités d'accès au fablab, et une photographie du prototype réalisé, ainsi que la photographie de groupe.
Rangement La phase de rangement a lieu entre la fin de la fabrication et la phase de conclusion.
On a très peu de choses à ranger, faire toujours attention à ce fameux fer à souder.
Photo de Groupe On prend une photographie avec toutes les personnes qui sont d'accord, après les avoir informées qu'on leur demande la permission de la reposter sur les réseaux sociaux du fablab.
Communication Publication de posts, photographies, sur twitter et facebook pour faire la promotion de l'atelier et de ses participants.
Cet atelier peut être poursuivi par la construction d'une station meteo qui sera alimentée par le panneau solaire.
Documentation Mode d'emploi de fabrication du système panneau Solaire - Senfablab.
Docfabpanneausolairelowcost1.pdf (1.6MB) docfabstationmeteo.pdf (1.9MB)