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Nom : DEVOIR COMMUN N°2 ADC MATIERE SCIENCES DE L’INGENIEUR COEFFICIENT 8 FILLI

Nom : DEVOIR COMMUN N°2 ADC MATIERE SCIENCES DE L’INGENIEUR COEFFICIENT 8 FILLIERE SCIENCES ET TECHNOLOGIES ELECTRIQUES DUREE 1h Présentation : Une cabane de vacance se trouve dans un site isolé et non relié au réseau de distribution électrique. Pour subvenir à ses besoins énergétiques, le propriétaire décide d’installer une source d’énergie renouvelable formée d’un groupement de panneaux solaires photovoltaïques. Une batterie à plomb, délivrant une tension continue de 24V à sa sortie, est associée aux panneaux photovoltaïques via un régulateur de charge afin d’assurer une autonomie en énergie électrique de 3 jours. Pour un minimum de confort, la cabane est équipée de l’appareillage électrique, fonctionnant sous une tension continue de 24V, dont la puissance et l’utilisation journalière sont données par le tableau ci-dessous. N° d’Ordre Désignation Quantité Puissance Utilisation 1 Lampe LED 6 6W 5h/j 2 TV LED 1 60W 4h/j 3 Cuisinière 1 800W 1h/j 4 PC portable 1 50W 4h/j 5 Frigo 1 - 500Wh/j Situation d’évaluation 1 : Q1 : calculer l’énergie journalière en Wh consommée par chaque appareil. Nom de l’appareil Energie journalière (Wh) Q2 : En déduire l’énergie totale consommée en une journée Wj_t en Wh par la cabane. ............................................................................................................................................ Etude d’une installation photovoltaïque Régulateur de charge Q3 : Déterminer la capacité Q en Ah de la batterie à plomb pour une autonomie de 3 jours. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Pour combler le manque d’énergie durant les périodes hivernales, le propriétaire décide d’augmenter l’autonomie de ses réserves d’énergie par l’ajout d’une batterie supplémentaire identique à la première. Q4 : Proposer un groupement convenable des deux batteries et justifier votre choix. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Q5 : Donner l’expression littérale puis numérique de la capacité équivalente Qeq du groupement choisi des deux batteries. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Q6 : Calculer la réserve en énergie du groupement équivalent Weq en Wh. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Q7 : Chaque batterie est formée d’une force électromotrice E=24V en série avec une résistance interne r =0.1. Calculer les paramètres équivalents du groupement des deux batteries. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Situation d’évaluation 2 : Le propriétaire a fait confiance à la marque SHARP des panneaux photovoltaïques série NU-180 de puissance 180W dont les caractéristiques sont données ci-après. On estime que la zone où se trouve la cabane reçoit un flux lumineux de 1000W/m2. Q8 : Déterminer la puissance Ppv nécessaire à une charge complète des deux batteries à plomb pendant une durée d’ensoleillement de 8 heures. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Q9 : Calculer le nombre n de panneaux photovoltaïques assurant la production de cette puissance Ppv .(n est un nombre entier). ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Situation d’évaluation 3 : On cherche à déterminer les caractéristiques pour un panneau solaire élémentaire (un seul panneau) pour un flux de 1000W/m2 à la température de 25°c. Q10 : Compléter le tableau suivant : Paramètre Valeur numérique unité Tension à vide U0 Courant en court-circuit Icc Puissance maxi Pmax Tension pour le point de puissance max UPM Courant pour le point de puissance max IPM Q11 : Quelle est la nature de la puissance reçue par un panneau et calculer sa valeur. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Q12 : En déduire le rendement d’un panneau pour le point de puissance maximale Pmax. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Q13 : Proposer un groupement des panneaux afin de permettre la charge des batteries. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ uploads/Science et Technologie/ devoir-adc-ste.pdf