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Niveau première
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Un chalet à la montagne

Posté par
apnw
15-04-08 à 20:20

Bonjour à tous et à toutes, je suis élève en première S .. J'ai un exercice [chapitre sur les générateurs électriques] à réaliser dont l'énoncé est le suivant :

"Un chalet de montagne isolé possède des panneaux de photopiles dont la surface active est de 30 m². La puissance rayonnante moyenne, arrivant sur ces panneaux en un an, est de 0,80 kW/m². La durée moyenne d'utilisation en un an est de 10 h par jour dans les conditions d'éclairement citées précédemment".

J'ai répondu aux questions mais je ne suis pas sûr de mes réponses ..


1. Calculer l'énergie rayonnante arrivant sur ces panneaux en un an.

=> Soit We = Surface active (30 m²) x Puissance rayonnante moyenne (0,80 kW/m²) = 24 kW en un an


2. Le rendement de la conversion de l'énergie rayonnante en énergie électrique est de n = 14%. Calculer l'énergie électrique produite en un an.

=> Soit Wu = n.We = 0,14 x 24 x 10^3 = 3,4 x 10^3 W ou 3,4 kW


3. De cette énergie électrique produite, seuls 32% sont utilisés directement. Le reste est stocké dans des accumulateurs au plomb. Le rendement de la conversion de l'énergie électrique en énergie chimique, puis en énergie électrique, est de n' = 28%

a) pourquoi stocker l'énergie électrique produite dans des accumulateurs ?

=> on ne peut pas utiliser toute l'énergie électrique tout de suite, donc il faut stocker cette énergie électrique afin de le réutiliser plus tard ..  ?!
[je ne suis vraiment pas satisfait de cette réponse ..]

b) calculer l'énergie électrique utilisée en un an par les différents appareillages de la maison

=> Wu' = n'Wu = 0,28 x 3,4 x 10^3 = 9,5 x 10^2 W

4. Le prix de l'énergie électrique facturé par l'E.D.F. est de 0,81534 F pour 1 kWh. Calculer le prix de l'économie réalisée en un an, en francs et en euros (1 euro = 6,55957 F)

=>
- en francs :
(9,5 x 10[sup][/sup]-1 x 0,81534) / 1 = 0,774573 F[combien de chiffres significatifs garder selon vous ?]
- en euros :
(0,774573) / (6,55957) = 0,1180828926 Euros

5. L'investissement de cette installation est de 110 000 F. En combien d'années cette installation est-elle remboursée ?

=> 110 000 / 0,774573 = ..
[complètement incohérent ?!]


Merci de votre aide !

Posté par
apnw
Exercice électricité 18-04-08 à 08:39

Je bloque sur un autre exercice .. Merci d'avance pour ceux qui voudront bien m'aider !

Voici l'énoncé :

Un chalet de montagne isolé possède des panneaux de photopiles dont la surface active est de 30 m². La puissance rayonnante moyenne, arrivant sur ces panneaux en un an, est de 0,80 kW/m². La durée moyenne d'utilisation en un an est de 10 h par jour dans les conditions d'éclairement citées précédemment

J'ai calculé l'énergie électrique produite en un an qui vaut Wu = 4,5 x 10^10 J

puis la question suivante est :

"de cette énergie produite, seuls 32 % sont utilisés directement. Le reste est stocké dans des accumulateurs au plomb. Le rendement de la conversion de l'énergie électrique en énergie chimique, puis en énergie électrique, est de ' = 28 %"
Calculer l'énergie électrique utilisée en un an par les différents appareillages de la maison.


dois-je faire :

- énergie stockée
' = (énergie chimique) / (68 % formé de Wu)
donc énergie chimique = 0,28 x 0,68 x 4,5 x 10^10 = 8,6 x 10^9 J
puis
' = (W'e) / (énergie chimique)
donc W'e = 0,28 x 8,6 x 10^9 J = 2,4 x 10^9 J

- énergie électrique utilisée directement
soit 0,32 x We = 0,32 x 4,5 x 10^10 = 1,4 x 10^10 J

- énergie électrique totale utilisée par les différents appareillages de la maison en un an :
2,4 x 10^9 + 1,4 x 10^10 = 1,6 x 10^10 J



Quelqu'un peut me dire s'il est d'accord ?
Merci d'avance !

*** message déplacé ***

Posté par
J-P
re : Exercice électricité 18-04-08 à 09:28

Une bonne photopile a un rendement de conversion de l'ordre de 15 %.
Ce rendement a été "oublié" dans l'énoncé.

Par contre, ton calcul de Wu a l'air d'en avoir tenu compte

Quel est donc l'énoncé réel ?
-----



*** message déplacé ***

Posté par
apnw
re : Exercice électricité 18-04-08 à 09:44

oui oui, tu as raison ..
je n'avais pas tout marqué parce que j'étais sûr du calcul de Wu


"le rendement de la conversion de l'énergie rayonnante en énergie électrique est de = 14 %. Calculer l'énergie électrique produite en un an."

soit We = 30 x 800 x 10 x 3600 x 365.25 = 3,2 x 10^11 J

puis = Wu / We
donc Wu = x We = 0,14 x 3,2 x 10^11 = 4,5 x 10^10 J



mais là où j'ai un problème, c'est avec ' = 28 %
puisque :

"Le rendement de la conversion de l'énergie électrique en énergie chimique, puis en énergie électrique, est de ' = 28 %"

donc le rendement de la conversion de l'énergie électrique en énergie chimique = 28 %

puis cette énergie chimique en énergie électrique = 28 %

ou bien est-ce l'ensemble de toute la conversion [c'est-à-dire le stockage, puis la libération d'énergie, électrique à chimique puis électrique] qui est égal à ' = 28 % ?

*** message déplacé ***

Posté par
J-P
re : Exercice électricité 18-04-08 à 10:27

Citation :
je n'avais pas tout marqué parce que j'étais sûr du calcul de Wu


A cause de cela, j'ai encore failli dire que certains profs n'avaient pas les pieds sur terre et posaient des questions loin des réalités...
-----
Citation :
ou bien est-ce l'ensemble de toute la conversion [c'est-à-dire le stockage, puis la libération d'énergie, électrique à chimique puis électrique] qui est égal à ' = 28 % ?


C'est comme cela qu'il faut le comprendre, je pense.
-----


Energie fournie par les panneaux en 1 an

W = 800 * 0,14 * 30 * 10 * 3600 * 365 = 4,42.10^10 J
-----

Energie utilisée directement : 0,32 * 4,42.10^10 = 1,38.10^10 J

Energie restituée par les batteries au plomb : 0,68 * 4,42.10^10 * 0,28 = 8,41.10^9 J

L'énergie électrique utilisée en 1 an par les différents appareillages de la maison est donc :

1,38.10^10 + 8,41.10^9 = 2,22.10^10 J
-----
Sauf distraction.  

*** message déplacé ***

Posté par
apnw
re : Exercice électricité 18-04-08 à 11:34

d'accord merci beaucoup !
je vais encore méditer sur l'exercice ..

au fait, une dernière question, combien de chiffres significatifs dois je garder selon toi ?!
2 ou 3 ?
dans l'énoncé, il y a n = 14 %, n' = 28 %, 10 h et 30 m²
donc tout cela me permet de conclure qu'il faut garder 2 chiffres significatis ?

*** message déplacé ***

Posté par
J-P
re : Exercice électricité 18-04-08 à 13:27

Utilise 2 chiffres significatifs pour l'écriture des résultats.

Mais il ne faut pas faire un arrondi à 2 chiffres significatifs à chaque étape et repartir avec le résultat arrondi pour le calcul suivant comme c'est beaucoup trop souvent fait.
  
On fait les calculs avec toute la précision donnée par la calculette et c'est seulement le résultat final qui est écrit avec 2 chiffres significatifs.
---


*** message déplacé ***

Posté par
apnw
re : Exercice électricité 18-04-08 à 13:29

d'accord !
merci beaucoup pour tout  

*** message déplacé ***



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