Banc d'essai : construisez un moteur solaire Mendocino

Construction du moteur Mendocino octogonal

En tout huit cellules solaires sont placées sur les huit faces du rotor. Lorsque l'une d'elles est illuminée, la cellule opposée est dans l'ombre. Deux cellules opposées forment une boucle série ce qui semble mettre en court-circuit la tension produite. En pratique cependant, seule la cellule éclairée produit une tension tandis que l'autre, à l’ombre, prend une impédance relativement haute. Le courant circule alors dans la bobine de faible impédance. Lorsque le rotor a tourné de 180°, la bobine a tourné de sorte que l'impulsion d'énergie fournie par la cellule opposée (qui se trouve maintenant éclairée) a bien la bonne polarité et renforce la rotation du rotor.

Une succession rapide d'impulsions

Nous utilisons des cellules solaires de 65 x 20 mm qui produisent une tension maximale de 0,5 V. L'intensité du champ magnétique généré par une bobine est égal au produit du nombre de tours par l'intensité du courant qui la parcourt. Pour obtenir un courant élevé, il faut que la bobine ait une faible résistance.
L'enroulement de la bobine a une résistance en continu de 5 Ω environ. Le courant dans la bobine dérive de la loi d'Ohm : c'est le quotient tension/résistance : I = V/R = 0,5/5 = 100 mA.

L'utilisation d'un nombre relativement élevé de petites cellules solaires étroites produit une succession rapide d'impulsions motrices, la rotation est souple et le moteur démarre docilement.
Les bobines du rotor sont placées sous les cellules solaires et sont de même largeur que l'aimant moteur du châssis. Elles sont placées entre les cellules solaires dans un plan perpendiculaire à celles-ci et occupent par conséquent une position optimale dans le champ magnétique. Contrairement aux autres moteurs, dans lesquels les bobines sont placées parallèlement aux cellules et sont visibles, avec cette disposition, la longueur des enroulements est réduite, ce qui favorise l'intensité du courant qui les parcourt.
 

1000 tr/min en plein soleil 

Idéalement, il faut huit cellules photovoltaïques. La cellule ayant produit l'impulsion de rotation précédente aura tourné de 45° par rapport à la lumière incidente au moment où une nouvelle impulsion est produite par la cellule suivante. L'énergie rapidement décroissante de la cellule précédente implique que l'énergie qu'elle produit ne sera pas suffisante pour arrêter le rotor. Huit impulsions par révolution font que le moteur tourne, même si l'éclairage est relativement faible. En plein soleil, vous pouvez obtenir un régime atteignant 1000 tr/min. Le plus impressionnant toutefois, c'est que la lumière d'une bougie ordinaire (flamme de 2 cm environ) est suffisante pour amorcer le moteur.