Exercice : 2 Partie relative à l'enseignement spécifique
Partie 2 : validation de l’installation photovoltaïque
L’objectif de cette partie est de vérifier si la quantité d’énergie produite par les panneaux photovoltaïques est suffisante pour propulser le bateau.
Pour estimer la production photovoltaïque destinée à la propulsion, on utilise le modèle de simulation ci-dessous :
Question
Q5) Indiquer les paramètres d’entrée manquants sur la figure 3, nécessaires à la réalisation de la simulation.
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L’irradiance est la puissance de rayonnement solaire par unité de surface.
La valeur de l’irradiance à la surface de la terre par temps ensoleillé est de1000 W·m-2.
On donne :
\(\mathbf{\mathit{P_{entr\acute{e}e} = Irradiance \times S_{panneau \ photovoltaique} \times Nb_{panneaux \ photovoltaiques}}}\)
\(\mathbf{\mathit{P_{sortie} = P_{cr\hat{e}te \ panneau \ photovoltaique} \times Nb_{panneaux \ photovoltaiques}}}\)
Question
Q6) Calculer les puissances d’entrée et de sortie de l’installation photovoltaïque par temps ensoleillé.
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On rappelle que la puissance des moteurs en régime de croisière Pcroisière est de 20 kW.
Question
Q7) Compte tenu de la puissance des moteurs Pcroisière, conclure sur la capacité du bateau à être propulsé uniquement grâce à la puissance de l’installation photovoltaïque.
Partie 3 : étude de l’autonomie du bateau
L’objectif de cette partie est de vérifier l’autonomie énergétique du bateau.
Le pack de batteries Li-ion d’une masse totale de 8 tonnes possèdent une densité énergétique massique Dbatteries égale à 250 W·h·kg-1.
Afin de maximiser la durée de vie du pack de batteries, la profondeur de décharge des batteries équipant le bateau est de 36 %.
On donne la formule générale permettant de calculer une autonomie énergétique A :
\(\mathbf{\large{ A= \frac{E_{stock\acute{e}e} \times P_{d\acute{e}charge}}{P_{croisi\grave{e}re}}}}\) avec \(\left\lbrace\begin{array}{lll} E_{stock\acute{e}e}\text{ en W·h}\\ P_{croisi\grave{e}re} \text{ en W} \\ A \text{ en h} \\ P_{d\acute{e}charge} \text{ la profondeur de décharge}\end{array} \right.\)
Question
Q8) Calculer l’autonomie énergétique Abatteries du bateau.
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En 2017, la technologie hydrogène a été ajoutée au bateau afin d’améliorer son autonomie énergétique. La quantité totale d’énergie stockée dans les 25 bouteilles d’hydrogène est de 2600 kW·h.
Question
Q9) Calculer l’autonomie énergétique Ahydr à la vitesse de croisière du bateau obtenue grâce uniquement à la technologie hydrogène.
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Question
Q10) Conclure sur la cohérence des choix opérés par le constructeur afin de pouvoir voyager en toute autonomie énergétique.
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