Bonjour, pour notre TPE nous nous sommes poser en question comment créer de l'électricité avec des mouvements du quotidien. Nous nous sommes penchés sur des chaussures electriques avec dedans des cellules piézoélectriques. Nous aimerions bien la stocker. Sauf que le problème viens de l'intensité, elle est environ à 10 200µ et la tension est environ de 7V, sachant que la tension et le courant seront très court environ 50ms. Sauf qu'elle sera répéter des milliers de fois. Comment peut on réussir à amplifier l'intensité pour qu'elle soit correcte ? J'avais pensé à mettre les cellules piézoélectriques en série ( ils sont 10), mettre une diode et le relier au condensateur mais l'intensité sera toujours aussi faible, comment je peux faire ?

Une puissance électrique se mesure en Watt est correspond au produit de la tension par le courant.

Aucun système n'est capable de générer purement de la puissance.

Donc si tu souhaite augmenter l'intensité, cela se fera surement au détriment de la tension.

Il existe de petits circuit qui abaissent la tension en augmentant l'intensité mais je doute qu'ils acceptent de  fonctionner pendant un instant très court.

L'autre solution est de mettre ces générateurs en série comme tu l'as dis.

Cependant, j'ai bien peur que ce système ne puisse jamais fonctionné.

A supposé que ton système génère 200uA sous 7V (ce qui n'est pas le cas vu que c'est uniquement par accoue), cela ne fait que 1.4mW

Avec ça, tu ne peux même pas alimenter une simple LED...

1000 sur chaque pieds et tu peux charger un portable. On te demande pas en TPE de faire un prototype opérationnel, si tu vérifie que c'est faisable pour un prix raisonnable à l'échelle industrielle mais que ton prototype donne que 10mW c'est pas un soucis.

@Steph22 Un prototype est obligatoire car je suis en Sciences de l'ingénieur contrairement à la SVT ou ce n'est pas obligatoire.

Oui mais le jury comprend très bien que ton dispositif ne sera pas près à l'emploi. Du moins c'est ce qu'on nous dit pour les TIPE (l'équivalent du TPE en maths SPE) donc je vois pas pourquoi on exigerait plus en première, par exemple si tu construit un moteur et que son rendement est pourris c'est pas grave. Si ta chaussure ne comporte que quelques piezo qui alimentent une simple LED, du moment que çà marche çà passera, si tu peux expliquer comment un industriel pourrait améliorer çà c'est encore mieux.

Franflown a écrit:

@Steph22 Un prototype est obligatoire car je suis en Sciences de l'ingénieur contrairement à la SVT ou ce n'est pas obligatoire.

Soyons clairs : vous n'avez pas le budget pour faire un prototype avec les performances d'un produit industriel. Tout ce qu'on vous demande en TPE, c'est une preuve du concept.

Au niveau technique, je pense que le plus simple est de profiter des impulsions des pas pour charger un condensateur (en reprenant le principe d'un convertisseur Boost), et ensuite utiliser l'énergie accumulée dans le condensateur pour faire ce que bon vous semble et prouver que vous avez récupéré de l'énergie (je vous suggère à cet effet de mettre un voltmètre, et de montrer que la tension aux bornes du condensateur a augmenté, ce qui montre que vous avez récupéré de l'énergie. C'est plus simple que d'alimenter une LED, le montage "une résistance et une LED en série" étant interdit pour cause de rendement pourri (inférieur à 0.5 quand on fait ce montage sur arduino).

En théorie, applique la loi des noeuds:

tes piezos en parallèles: ta tension sera toujours la même mais ton I de sortie sera multipliée par ton nombre de piezo... Mais c'est théorique, après ul te faut mettre en forme et stocker... Pas irréalisable mais bon courage...

Franflown a écrit:

Bonjour, pour notre TPE nous nous sommes poser en question comment créer de l'électricité avec des mouvements du quotidien. Nous nous sommes penchés sur des chaussures electriques avec dedans des cellules piézoélectriques. Nous aimerions bien la stocker. Sauf que le problème viens de l'intensité, elle est environ à 10 200µ et la tension est environ de 7V, sachant que la tension et le courant seront très court environ 50ms. Sauf qu'elle sera répéter des milliers de fois. Comment peut on réussir à amplifier l'intensité pour qu'elle soit correcte ? J'avais pensé à mettre les cellules piézoélectriques en série ( ils sont 10), mettre une diode et le relier au condensateur mais l'intensité sera toujours aussi faible, comment je peux faire ?

L'intensité dans un circuit dépend de la charge autant qu'elle dépend du générateur. Un générateur ne produit pas de courant, il produit une tension, la charge reliée au générateur absorbe à son tour un courant en fonction de ses caractéristiques propres. 

Ce point étant fait, si votre générateur fournit 200µA à 7V au maximum, soit 1.5mW, il faut être conscient que vous avez besoin de 3000 générateurs pour pouvoir charger un simple téléphone. Dans un TPE, on attend plus du réalisme et du raisonnement qu'un produit efficace.

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Edité par Anonyme 31 décembre 2013 à 16:06:40

Gwenn a écrit:

Ce point étant fait, si votre générateur fournit 200µA à 7V au maximum, soit 1.5mW, il faut être conscient que vous avez besoin de 3000 générateurs pour pouvoir charger un simple téléphone. Dans un TPE, on attend plus du réalisme et du raisonnement qu'un produit efficace.

Ouais mais non, car la Nature est cruelle avec les neuneus, et surtout avec les écolos.

En supposant un rendement de 100%, pour charger un laptop (batterie de 80 Wh) en 1h il faudra que les jambes produisent 80W de puissance pendant 1h. Ça suffit à tuer un handicapé moyen (ie, 90% des citadins modernes).

Par exemple, je suppose que tout le monde se souvient de la pub avec david guetta et sa blondasse où on voir des jeunes turbo-festifs charger leur twizy avec un sol de dance-floor à récupération d'énergie. Bon.

Il est bien évident que si le djeunz génère assez d'électricité via ses déhanchements pour charger la twizy et rentrer chez lui en haut de la colline avec, il aura fourni un effort équivalent à monter la colline à pied en poussant la twizy dans la pente, plus les pertes naturellement. On comprend qu'à la fin il est fatigué et il a envie de rentrer en voiture... 

Si on s'oriente vers une carrière scientifique, on est franchement navré pour l'écolo-neuneu qui a tourné cette pub. 

Bref :

200µA * 7V * 50ms * 1 Hz (fréquence du pas) = 70 µW

Suffisant pour alimenter un microcontrôleur basse consommation, à toi de voir ce que tu vas en faire...

À mon avis il y a une erreur, un piézo de 3cm de diamètre (buzzer) produit un flash bien visible sur une LED quand on tape dessus au doigt, donc tu devrais pouvoir récupérer plus. D'ailleurs, ce serait pas mal comme chaussures de sécurité pour le jogging, avec la LED derrière qui s'allume à chaque pas...

Google energy harvesting.