Bac S 2015 Liban Correction © http://labolycee.org ...

1 Bac S 2015 Liban Correction Sp cialit EXERCICE III. AUTONOMIE LECTRIQUE D'UNE MAISON PASSIVE (5 points). Question pr alable : valuer la puissance de cr te d'un panneau photovolta que de surface 12 m puis d terminer son rendement dans le cas o la puissance lumineuse re ue par unit de surface est de 600 W/m . Puissance de cr te du panneau : Sur la courbe intensit -tension, on lit Iopt = 15 3,8/7,2 = 7,9 A et Uopt = 200 3,5/5,7 = 123 V. chelle des intensit s : 7,2 cm 15 A. 3,8 cm Iopt chelle des tensions : 5,7 cm 200 V. 3,5 cm Uopt On peut calculer la puissance de cr te : Popt = Popt = 123 7,9 = 9,7 102 W.

2 Rendement : rapport de la puissance cr te sur la puissance lumineuse re ue par le panneau de 12 m . P. = opt Plum 123 7,9. = = 0,13 = 13%. 600 12. Probl me Une maison passive dont la surface de toiture est de 100 m est en construction Brest. Ses besoins en nergie primaire totale, lectrom nager inclus, sont valu s 8400 kWh par an. L'installation de panneaux photovolta ques sur le toit permettrait-elle de couvrir les besoins en nergie de cette habitation ? Remarques pr liminaires : les r sultats de tous les calculs interm diaires sont stock s en m moire de la calculatrice, ainsi on travaille sans arrondir (m me si sur la copie on crit des valeurs arrondies).

3 Par ailleurs, il est important de structurer la r daction, en indiquant clairement par des titres les tapes du raisonnement. Puissance lumineuse par unit de surface : L'ensoleillement annuel moyen Brest est indiqu sur la carte, il vaut E = 1310 kWh/m . Il s'agit d'une nergie par unit de surface. Brest, la dur e d'ensoleillement est de t = 1530 h. E = P . t E. On peut en d duire la puissance lumineuse par unit de surface : P = . t 1310. P= = 0,8562 kW = 856,2 W/m . 1530. Rendement des panneaux solaires : On refait la d marche employ e dans la question pr liminaire.

4 - Puissance de cr te : On va utiliser la courbe intensit -tension correspondant une puissance lumineuse par unit de surface de 800 W/m , car c'est la plus proche de la valeur calcul e. Sur la courbe intensit -tension, on lit Iopt = 15 5,2/7,2 = 11 A et Uopt = 200 3,6/5,7 = 126 V. Les valeurs non arrondies sont stock es en m moire de la calculatrice. Popt = Popt = 126 11 = 1368 W = 1,4 103 W avec deux chiffres significatifs. calcul avec Uopt et Iopt non arrondies - rendement dans ces conditions : Popt =. Plum 1368. = = 0,13 = 13% le rendement n'a pas vari.

5 856,2 12. Cette tape du raisonnement n' tait pas utile. nergie lectrique produite par m de panneaux : Ensoleillement Brest : E = 1310 kWh/m . E lectrique En tenant compte du rendement de 13%, = l' nergie lectrique produite par Ensoleillement 1 m de panneaux solaire est E lectrique = . Ensoleillement E lectrique = 0,13 1310 = 1,7 102 kWh/m par an Surface des panneaux solaires : On consid re que la moiti de la toiture est orient e au sud, soit 50 m . 50. La surface de la toiture permet d'installer = 4 panneaux solaires de 12 m . 12. Ainsi la surface des panneaux solaires est gale S = 4 12 = 48 m.

6 Nergie lectrique produite par les panneaux : Epanneaux = E lectrique . S. Epanneaux = 1,7 102 48 = 8,4 103 kWh par an Conclusion : On obtient une valeur tr s proche de celle des besoins de 8400 kWh par an. Cependant on manque de chiffres significatifs sur le rendement et sur la surface pour donner une valeur au kWh pr s. Le rendement r el doit tre l g rement sup rieur celui calcul avec la courbe de 800 W/m . On peut conclure que les panneaux solaires produisent suffisamment d' lectricit pour couvrir les besoins.