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Deux siècles d'énergie électrique : calcule rendement
Bonsoir, voici un exercice d'entraînement pour un contrôle d'enseignement scientifique que je n'arrive pas à faire. Pouvez-vous m'aider?🤗
Enoncé - Questions - Réponses - +1 Annexe
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L'essentiel de l'énergie de la station spatiale internationale (ISS) vient de ce qu'on appelle les SAW (Solar Array Wings), au nombre de 8. Ces panneaux alimentent la station en courant continu.
Sur le site de la NASA, on apprend que les SAW ont les caractéristiques suivantes :
« Chacun de ces panneaux mesure 34 mètres de long pour 12 mètres de large et peut fournir une puissance maximale de 32,8 kW d'électricité sous forme de courant continu. Chaque SAW pèse environ 2 400 livres (1 livre = 0,454 kg) et utilise 32 800 cellules photovoltaïques, chacune étant un carré de 8 cm de côté comprenant 4 100 diodes. »
Par ailleurs, les panneaux solaires de la station spatiale sont prévus pour un fonctionnement de très longue durée dans un environnement très irradié. Le choix s'est porté sur des cellules photovoltaïques en silicium.
1_ Calculez la surface et la masse totale des panneaux solaires principaux.
---> Surface : 34x12 = 408 x 8 = 3264 m2
---> Masse total : 2400 x 0,454 = 1089,6 x 8 = 8716,8 kg
2_ Calculez la puissance maximale disponible et la puissance maximale par unité de surface.
---> Pmax = 32,8 x 8 = 262,4 kW
---> 3264 m2 -> 262,4 kW donc 262,4/3264 = 80 W.m-2
3_ Sachant que la constante solaire (c'est-à-dire l'énergie par unité de surface) hors atmosphère est de 1360 W . m-2, calculez le rendement des SAW.
---> Je comprend pas
4_ Calculez la surface totale utile à la conversion. Quel est en fait le rendement des cellules solaires ?
---> Je comprend pas
5_ Décrivez qualitativement les différences entre le spectre solaire reçu sur Terre au niveau de la mer et au-dessus de l'atmosphère.
---> L'intensité lumineuse reçu sur Terre au niveau de la mer quasiment 2x plus faible que l'intensité lumineuse au sommet de l'atmosphère.
6_ Le type de panneau solaire choisi pour l'ISS garderait-il un fonctionnement optimal s'il était utilisé sur Terre et non dans l'espace ? Justifier.
---> Non car le rayonnement solaire sur Terre est beaucoup moins élever que celui dans l'atmosphère. Alors le rendement des panneaux solaire sera trop faible pour permettre le bon fonctionnement de l'ISS.
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Merci d'avance🤗
Bonjour,
1_ Calculez la surface et la masse totale des panneaux solaires principaux.
---> Surface : 34x12 = 408 x 8 = 3264 m2 ok
---> Masse total : 2400 x 0,454 = 1089,6 x 8 = 8716,8 kg ok
2_ Calculez la puissance maximale disponible et la puissance maximale par unité de surface.
---> Pmax = 32,8 x 8 = 262,4 kW ok
---> 3264 m2 -> 262,4 kW donc 262,4/3264 = 80 W.m-2
attention, tu confonds l'unité kW et W ! A reprendre
3_ Sachant que la constante solaire (c'est-à-dire l'énergie par unité de surface) hors atmosphère est de 1360 W . m-2, calculez le rendement des SAW.
---> Je comprend pas
quelle est la définition d'un rendement ?
4_ Calculez la surface totale utile à la conversion. Quel est en fait le rendement des cellules solaires ?
---> Je comprend pas
5_ Décrivez qualitativement les différences entre le spectre solaire reçu sur Terre au niveau de la mer et au-dessus de l'atmosphère.
---> L'intensité lumineuse reçu sur Terre au niveau de la mer quasiment 2x plus faible que l'intensité lumineuse au sommet de l'atmosphère. Attention, il faut raisonner au global car à certaines longueurs d'ondes, ce n'est pas vrai ce que tu écris
6_ Le type de panneau solaire choisi pour l'ISS garderait-il un fonctionnement optimal s'il était utilisé sur Terre et non dans l'espace ? Justifier.
---> Non car le rayonnement solaire sur Terre est beaucoup moins élevé que celui dans l'atmosphère. Alors le rendement des panneaux solaire sera trop faible pour permettre le bon fonctionnement de l'ISS. Ce serait pas mal d'expliquer la raison pour laquelle on a un une intensité lumineuse moindre sur Terre
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