exercice solaire batterie
publicité
1S3 SCIENCES DE L’INGENIEUR EXERCICES D’ENTRAINEMENT Mini centrale solaire Un hangar agricole (Drôme) a sa toiture équipée d’un champ photovoltaïque (ensemble de panneaux solaires) I(A) 1kW/m² 65W 0,8kW/m² 50W 0,6kW/m² 0,5kW/m² 0,4kW/m² 25W 0,2kW/m² 10W 0,1kW/m² Données techniques : U(V) Puissance totale crête (maximale) fournie par le champ photovoltaïque Ptc : 60kW Panneaux solaires ref : Photowatt PWX 500 : Les caractéristiques I en fonction de U pour différentes puissances d’ensoleillement (kW/m²) figurent cidessus ainsi que les hyperboles d’équi-puissance (Courbes pour lesquelles le produit U*I est constant) Chaque panneau est constitué de 36 cellules polycritallines carrées de dimension L = 101,5mm de côté. Question 1. Quelle puissance crête Pc peut fournir un panneau solaire lorsque l’ensoleillement est de 1kW/m² ? Argumentez votre réponse en précisant le point Pc sur la caractéristique. Question 2. Déterminer le nombre de panneaux n nécessaires pour constituer le champ solaire puis la surface S de toiture nécessaire. 769910602 5/26/2017 Page 1 / 3 L’ensemble des n panneaux est connecté à un onduleur qui permet le transfert d’énergie sur le réseau électrique EDF Pour chaque panneau, on peut modéliser l’onduleur comme une résistance de charge Rc de 4,8 Ie Is Ve Soleil n panneaux Vs Onduleur Réseau EDF 230V 50Hz Question 3. Tracer la droite de charge sur la caractéristique du panneau, puis indiquer le point de fonctionnement P1 pour un ensoleillement de 1kW/m². Déterminer U1 et I1 fournis par le panneau. U1 = I1 = Question 4. A partir des résultats de la question précédente, déterminer le rendement énergétique 1 du panneau. Question 5. Déterminer le rendement 2 du panneau lorsque l’ensoleillement diminue à 0,4kW/m² (ciel très voilé) 769910602 5/26/2017 Page 2 / 3 Modélisation d’une batterie de voiture On a procédé, ci-dessus, à un relevé de la tension de la batterie en fonction du courant débité par celle-ci Question 6. Déterminer les paramètres E et R du modèle équivalent. Justifier votre démarche. On estime que, lorsqu’il est alimenté par la batterie, la consommation du démarreur est équivalente à une résistance D = 0,14 Question 7. Placer cette résistance D sur le schéma à droite du relevé. Tracer la droite de charge du démarreur sur le relevé. Déterminer le point de fonctionnement graphiquement. Déterminer le point de fonctionnement par le calcul (poser les 2 équations et résoudre le système) En voulant tester la batterie, le garagiste provoque un court-circuit Question 8. Quelle est la valeur présumée de ce court-circuit 769910602 5/26/2017 Page 3 / 3
