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Énergie Hydroélectrique
Bonjour, j'ai un pb avec mon dm de physique.
On a un barrage hydroélectrique fonctionnant de cette façon :
Énergie potentielle de pesanteur → énergie cinétique → énergie électrique
Le barrage en question est :
- a voutes multiples
- hauteur de chute de l'eau = 73m
- surface du lac de retenue = 11,0 km^2
- production annuelle moyenne = 144 GWh
On veut savoir quelle quantité d'énergie électrique peut-on produire en faisant baisser de 1m la surface du lac de retenue de ce barrage ?
Données :
- 1kWh = 3x60.10^6 J
- la vitesse de l'eau est négligeable en début de chute
- la chute de l'eau se fait sans frottements
- 90% de l'energie cinétique est convertir en energie électrique.
J'ai donc commencé par calculer l'énergie potentielle de pesanteur (je trouve 7,87.10^12), mais je ne sais pas quoi en faire ensuite. Dois-je calculer l'énergie cinétique? Comment faire puisqu'on ne connaît pas la vitesse de la chute de l'eau? Comment trouver l'énergie électrique ensuite ?
Merci d'avance
Bonjour,
Je calcule le volume d'eau déversé si on abaisse le niveau d'eau d'1 m :
V = S * h
S = 11,0 km² = 11,0*106 m²
h = 1 m
donc V = 11,0*106 m3
L'énergie potentielle de pesanteur vaut par définition : Epp = m*g*H = µ(eau)*V*g*H
µ(eau) = 1000 kg/m3
g = 9,81 N/kg
H = 73 - 1 = 72 m
V = 11,0*106 m3
soit Epp = 1000*11,0*106*9,81*72 = 7,77*1012 J
Soit après une conversion Epp = 7,77*1012 / 3,6*106 = 2,16*106 kWh
or 1 GWh = 103 MWh = 106 kWh
finalement Epp = 2,16 GWh
Etant donné que l'eau est supposée n'être soumise qu'à son propre poids, l'énergie mécanique se conserve, donc toute l'énergie potentielle de pesanteur est convertie en énergie cinétique.
Super merci! J'ai ensuite trouvé le temps mis par un réacteur nucleaire pour produire la même énergie. Il me reste à trouver en combien de temps la hauteur d'eau initiale doit être reconstituée pour assurer la production annuelle. Je dois me servir de la comparaison avec le réacteur? ou calculer combien de temps représente ce gain d'énergie?
Et aussi je n'ai pas compris pourquoi on multiplie la surface par 1 lors du calcul du volume... Il ne faut pas calculer le volume de tout le lac ? donc fois 73 ?
Salut,
Alors pour ta première question, tu as donc déterminé la durée T pour laquelle un réacteur nucléaire va produire la même énergie électrique (qui est ?).
Tu sais définir la puissance hydraulique générée pour la hauteur de charge du barrage :
P = µ(eau)*g*Qv*H
si Qv est le débit volumétrique et H la hauteur de charge.
Or par définition de l'énergie : E = P*T
donc P = E/T = µ(eau)*g*Qv*H <=> Qv = ?
Attention aux unités
Pour répondre à ta deuxième question, si tu considère la masse totale de l'eau, cela revient à vouloir calculer l'énergie potentielle totale susceptible d'être produite. Or on ne cherche qu'à déterminer l'énergie produite en faisant baisser d'1 m la hauteur d'eau dans le barrage.
Ensuite j'ai considéré 72 m car la hauteur de chute par définition est la hauteur entre le turboalternateur et la surface d'eau dans le barrage, or si celle-ci baisse d'1 m ...
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