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1/3 2IE Année 2006- 2007 ------------- EFI Contrôle de Photovoltaïque Durée : 2

1/3 2IE Année 2006- 2007 ------------- EFI Contrôle de Photovoltaïque Durée : 2 heures Une station de relais de télécommunication (faisceaux hertziens) doit être électrifiée au moyen de l’énergie photovoltaïque. Afin de sécuriser les installations, on a opté pour une surveillance assurée par un gardien qui y habitera avec sa famille dans une maison comportant trois (3) pièces. Un confort minimum est envisagé et comporte les éléments suivants : l’éclairage, la télévision, le froid et le pompage d’eau. Les besoins en énergie de la station sont exprimés ci-dessous :  Pour le système de télécommunication : les équipements d’émission et de réception fonctionnent continuellement 24h sur 24, 7jours sur 7 sous une tension de 24 V et absorbent un courant constant de 5 A.  Pour le système familial : nous avons les récepteurs suivants : o 4 lampes de 13 W, 12 V utilisées 5 heures par jour, o 1 lampe de 18 W, 12 V utilisée 10 heures par jour, o un réfrigérateur de 140 litres, 220 V AC consommant 400 Wh par jour pour une utilisation normale, o un téléviseur de 40 W, 12 V utilisé 4 heures par jour, o un poste radio de 6W, 12 V utilisé 8 heures par jour, o une prise de courant pouvant délivrer au maximum une puissance de 220 W pendant une heure par jour sous 220 V AC.  Pour le système de pompage : il doit utiliser un moteur alternatif triphasée et fournir 20 m3 d’eau par jour. On admet qu’il fonctionne 9 heures et que son débit Q(t) a une allure sinusoïdale sur une journée. La hauteur géométrique est de 30 m et les pertes de charge sont estimées à 15 %. Un maraîchage est envisagée à proximité de la station. Afin d’assurer un fonctionnement optimal et sans risque de la station, il faut prendre en compte les aspects suivants :  le système de télécommunication doit être indépendant,  l’autonomie souhaitée est de 6 jours pour le système de télécommunication, mais elle est de 2 jours pour le système familial,  le pompage de l’eau se fait « au fil du soleil », un réservoir étant prévu pour le stockage d’eau. 1°) Donner la configuration et la chaîne de rendement de tous les systèmes PV qui doivent être mis en œuvre pour couvrir l’ensemble de besoins exprimés. (3 points) 2/3 2°) En considérant que l’éclairement maximal sur le site est de 850 W/m2, effectuer le dimensionnement du système de pompage en utilisant la méthode par étape. Préciser les caractéristiques de tous les composants utilisés et l'agencement série-parallèle des modules du générateur PV. (3,5 points) 3°) En considérant que l’ensoleillement reçu est 6 kWh/m2/jour, effectuer le dimensionnement de des autres systèmes en précisant les caractéristiques de tous les composants utilisés et l'agencement série-parallèle des modules. On suppose que pour un système sans batterie, le coefficient de productivité est kp = 0,8. (7 points) 4°) a- En utilisant les valeurs de l’ensoleillement données dans le tableau ci-dessous, analyser les services rendus par le système de télécommunication. (1,5 points) b- En se basant toujours sur le tableau ci-dessous, donner la puissance crête qui devrait être installée pour le système de pompage, si on utilisait la méthode globale pour le dimensionnement. Commentez. (1,5 points) Tableau des valeurs moyennes mensuelles de l’ensoleillement Mois Janvier Février Mars Avril Mai Juin Ej en kWh/m2/j 5,8 6,0 5,9 5,4 5,4 5,2 Mois Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Ej en kWh/m2/j 5,0 4,9 5,2 6,0 5,7 5,7 5°) Une société de téléphonie mobile a contacté la société nationale de télécommunication, propriétaire de la station afin d’y placer ses équipements d’émission et de réception. Ces nouveaux équipements fonctionnent sous une tension de 12 V et consomment 500 Wh par jour. Vous avez été retenu comme consultant d’un bureau d’étude pour assurer leur alimentation électrique. Qu’allez-vous proposer comme solution ? Argumentez si besoin à l’aide de calculs. (1,5 points) 6°) En une page au maximum, donner les aspects les plus importants quand on veut parler du stockage d’énergie à l’aide des batteries d’accumulateurs dans les systèmes PV. (2 points) Annexe : Caractéristiques des composants disponibles Modules : type multicristallin 15 % de rendement, 75 Wc; 12 V ; Vopt = 15 V ; Iopt = 5 A à 25°C Motopompe : pompe centrifuge, p = 0,55 en fonctionnement optimal moteur AC triphasé, m = 0,85, tension d'entrée = 3 x 60 V 3/3 Onduleur triphasé : tension d'entrée = 120 V, tension de sortie = 3 x 60 V ond = 0,9 ; Puissance à déterminer Batterie : type plomb/acide, disponible en 2 V, acc = 0,85 ; profondeur de décharge = 70 % ; Capacité à déterminer Régulateur : régulateur de charge / décharge, 12 V ou 24 V, reg = 0,9 ; Puissance à déterminer Onduleur monophasé : tension d'entrée = 12 V, tension de sortie = 220 V ond = 0,9 ; Puissance à déterminer uploads/Management/ eier-controle-2007.pdf