PHARE DE L`ILE NOIRE

Etablissement
PHARE DE L’ILE NOIRE
Corrigé
1. Etude générale
1. Quels sont les deux moyens de productions d’électricité mis en œuvre pour alimenter de façon autonome
le phare ?

Aérogénérateur

Panneaux solaires
2. A partir des documents techniques sur l’aérogénérateur et sur les panneaux solaires, comparer les
caractéristiques techniques.
Aérogénérateur
Panneaux solaires
Tension de sortie (V)
12 V
12
Puissance typique (W)
400
45 *3 = 135 pour 3 panneaux
400/12 = 33.3
45/12 = 3.75
Intensité nominale (A)
(à calculer)
Diamètre rotor (m)
1,15
Surface (m²)
3* 1,007*0,462 = 1,4
Quelle est la puissance électrique nécessaire pour la source lumineuse utilisée : 90 W
3. Dans quelle partie de la journée (jour, nuit) :

L’énergie électrique produite est-elle stockée ?
Jour (par les panneaux photovoltaïques)
Jour et/ou nuit s’il y a du vent pour l’éolienne

L’énergie électrique produite est-elle restituée ?
Nuit
dossier
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2. Organisation fonctionnelle de la chaine d’énergie
Un groupe utilisera l’aérogénérateur tandis que l’autre utilisera les panneaux solaires pour faire fonctionner le
phare.
2.1 En vous aidant de l’exemple suivant et des informations du livre, compléter le schéma de la chaine
d’énergie du phare (supprimer des blocs si nécessaire).
2.2 A la sortie de chaque bloc vous préciserez le type d’énergie (électrique, mécanique, …) ainsi que sa nature
(tension alternative, tension continue, courant…).
Energie
électrique
Tension
continue Intensité
Energie
lumineuse
Produire
localement
Moduler
Convertir
(Eolienne ou panneaux
photovoltaïques)
(Coffret de
commande)
(Lampe)
Matière d’œuvre
entrante
Transmettre
Emettre un
signal lumineux
(Lentille de
Fresnel)
Energie électrique
Stocker
(Batterie)
Tension continue Intensité
Matière d’œuvre
sortante
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3.
Modélisation (modèle SysML)
L’étude porte sur le cas d’utilisation « alimenter » et la comparaison des deux moyens de production d’énergie
Sur le document réponse vous trouverez le diagramme de définition (Bdd) qui définit la structure de l’ensemble
du phare ainsi que des photos.
3.1 Vous devez placer les photos ci-dessous sur les blocs concernés du diagramme
3
1
3
4
2
5
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4. Conclusion
4.1 Vous allez calculer les productions de l’aérogénérateur ou des panneaux solaires pour les mois de
Décembre et Juillet.
Pour cela, vous devez utiliser le logiciel CALSOL disponible sur le site de l’INES (voir adresse du site sur le
livre). Prendre les données climatiques pour la ville de Brest.
Relevez les valeurs d’IGH pour le soleil et la vitesse du vent pour les mois précités.
A partir de ces données et des dossiers techniques aérogénérateurs et panneaux solaires (rendement de
0.15), calculer la production de chaque moyen de production sur un jour.
Décembre
Juillet
IGH (KWh/ m²)
0,78
5.48
Vitesse du vent (m/s)
5.2
4.8
Max : 42
Max : 34
Mini : 28
Mini : 22
Moyenne : 35.96
kWh(mois)
Moyenne : 28.83
kWh(mois)
Soit 1.16 kWh (journée)
Soit 0.93 kWh (journée)
IGH * S * 
IGH * S * 
0.78*1.4*0.15=0.16kWh(3
panneaux)
5.48*1.4*0.15=1.15kWh(3
panneaux)
5.08kWh pour le mois
35.65kWh pour le mois
Production aérogénérateur (KWh)
(Lire sur la courbe)
Production panneaux solaires (KWh)
Conclusion :
Moins d’écart de production sur l’éolienne
Attention on travaille sur des moyennes à la journée. Il peut arriver qu’il n’y ait pas de vent ni de soleil.
Calcul d’énergie nécessaire pour éclairer à la journée. Relever le nombre d’heure d’ensoleillement pour avoir la durée
de la nuit et donc le temps de fonctionnement de la lampe.
Lampe de 90 W : en juillet 15.48 h de jour, soit 8.52h de nuit ; en décembre 8.1hde jour soir 15.9 h de nuit.
Energie nécessaire pour faire fonctionner la lampe en :
-
Juillet : 90 x 8.52 x 31 = 23.77 kWh
-
Décembre : 90 x 15.9 x 31 = 44.36 kWh (on produit : 41.04 kWh)
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(on produit : 64.48 kWh)
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Aucun problème d’autonomie pour juillet par contre il y a peut être un problème en décembre.
Les deux batteries (200Ah chacune à C20) peuvent fournir une puissance de 200 x 2 x 12 = 4800 Wh soit 4,8 kWh
Le phare doit donc pouvoir être autonome (cela dépend du nombre de jour consécutif de non ensoleillement et non
vent).
Il est à noter que nous avons fait le calcul avec des panneaux PV horizontaux, si en hiver on les place plein sud avec une
inclinaison de 60°, leur production devient alors 1.3 x 0.15 x 1.4 x 31 = 8.463 kWh au lieu de 8.08 on aurait alors une
marge beaucoup plus confortable.
Remarque : Pour valider l’autonomie du phare, il faudrait tenir compte de l’énergie stockée dans les batteries et de la
durée pendant laquelle on peut envisager pas de vent et de soleil. (3 jours de brouillard)
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