Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

L'avion solar impulse 2

Posté par
LPrtgl
22-04-17 à 11:38

Bonjour j'ai besoin d'aide sur cet exercice :
Solar impulse 2 est un avion monoplace révolutionnaire en fibre de carbone qui possède une envergure supérieure à celle d'un boeing 747-800 (72m) pour le poids d'une voiture (2300kg).
Le jour, les 17 000 cellules solaires intégrées dans l'aile d'une surface totale de 269.5m², avec un rendement de 23% fournissent de l'énergie électrique pour recharger les batteries au lithium et alimenter les moteurs .
Ces batteries au lithium polymère d'une densité énergétique poussée à 260Wh/Kg (chaque kilogramme de batterie peut stocker une énergie de 260W.h) ont une masse de 633kg, soit un peu plus du quart de l'ensemble de l'avion. Elles permettent à l'appareil de voler la nuit et d'avoir ainsi une autonomie quasi illimitée.
La puissance totale maximale des 4 moteurs électrique est de 54kW. L'avion peut voler à plus faible vitesse en réduisant la puissance transférée à ces moteurs à le de 11.5kW

1) schématiser la chaîne énergétique permettant la recharge des batteries par les cellules photovoltaïques
2) montrer qu'une énergie de 165kW.h peut être stockée dans l'ensemble des batteries
3) Combien de temps faut il pour recharger entièrement ces batteries avec un ensoleillement d'une puissance de 1kW par mètre carré de surface de cellule ?
4) schématiser la chaîne électrique permettant le fonctionnement des moteurs alimentées par les batteries.
5) Dans l'obscurité, avec des batteries initialement bien chargées, quelle puissance de fonctionnement des moteurs ne faut il pas dépasser pour que l'avion reste en vol pendant une nuit de 12h ?

Ce que j'ai fait ;
1)   énergie solaire ----> cellules photovoltaïque ----> énergie électrique --> batteries
                                                               pertes thermiques                                                   pertes thermique
2)D'après l'énoncé j'en conclus que les batteries peuvent stockées : 633*260 = 164 580 W.h au total.
Cependant 165 kW.h = 165*10^3 W.h
Donc une énergie de 165 kW.h ne pourrait pas être stockées dans l'ensemble des batteries. Est ce que je me trompe ?

3) E = P* Delta T
       Delta T = E/P

E= 260*10^-3 kW.h
E = 260*10^-3 *633
E = 164,58 kW.h

P = 269,5*1
P = 269,5 kW

Rendement de 23% donc P = (269,5*27)/100
                                                         P = 62

Soit Delta T = 164,58/62
                           = 2,65 h
                          = 3,05h

4) Batteries -----------> énergie électrique -------> moteur -----------> énergie mécanique
  pertes thermiques                                                    pertes thermique

5) Il y a une faute de frappe dans l'énoncé donc je ne sais pas comment faire.
Sinon j'aurai fait P= E/Delta T

Merci de votre aide

Posté par
quarkplus
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 12:03

Q2  : il ne faut tout de même pas exagérer !
Pour moi , des batteries qui peuvent stocker 164580 Wh  stockent 165 kWh quand vous faites l'arrondi ....

Q3 : faux , Quelle est la puissance de charge disponible ?

Posté par
LPrtgl
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 12:10

1kW par mètre carré ?

Posté par
quarkplus
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 12:34

Non, ça c'est la donnée pour l'ensoleillement qui tombe sur les panneaux solaires .
La puissance de charge est issue des panneaux solaires . Sinon , à quoi serviraient ils ?

Posté par
LPrtgl
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 13:10

Oui, mais je ne vois pas alors comment déterminer la puissance de charge

Posté par
quarkplus
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 14:51

Il tombe sur les panneaux 1kW/m^2 ,
Ils ont un rendement de 23% ,
Il y en a 269.5 m^2  ,
Quelle puissance produisent ils  ?

Posté par
LPrtgl
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 15:04

2kW*23/100 = 0,23 kW
0,23 *269,5 = 62 kW

Posté par
quarkplus
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 15:25

Donc oui et on va trouver 2.6552 h de temps de charge .
Toutes mes excuses , je n'avais pas cherché à comprendre votre calcul !

Posté par
LPrtgl
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 16:01

Pas de soucis , merci pour votre réponse
pouvez vous m'aider pour la question 5 ?

Posté par
LPrtgl
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 16:12

est ce que ça serait :
P = E/Delta T
P = ((260*10^-3)*633)/ 12
P = 13 kW.h ?

Posté par
quarkplus
re : L'avion solar impulse 2 22-04-17 à 16:46

La puissance , c'est en W  ...
Batteries chargées , on a 164.58  kWh  d'énergie disponible ( voir Q2  ) ,
vous devez tenir 12 h   ,
Vous ne devez pas dépasser la puissance de 164.58 / 12  = 13.715 kW  .



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !