Chapitre 14
Problèmes à résoudre
Études énergétiques en électricité
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29Le défi Solar Impulse
✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement
Le 26 juillet 2016, l'avion Solar Impulse a accompli le premier tour du monde sans escale et sans une seule goutte de carburant.
L'expérience Solar Impulse est une prouesse à la fois scientifique et technologique.
L'expérience Solar Impulse est une prouesse à la fois scientifique et technologique.
1. Quel est l'obstacle majeur au défi Solar Impulse ?
2. Calculer l'énergie maximale pouvant être stockée dans les accumulateurs.
3. Utiliser vos connaissances et les documents à votre disposition pour déterminer si l'avion Solar Impulse 2 dispose de suffisamment d'autonomie pour relever son défi de tour du monde sans une seule goutte de carburant.
2. Calculer l'énergie maximale pouvant être stockée dans les accumulateurs.
3. Utiliser vos connaissances et les documents à votre disposition pour déterminer si l'avion Solar Impulse 2 dispose de suffisamment d'autonomie pour relever son défi de tour du monde sans une seule goutte de carburant.
Données
- Densité énergétique des accumulateurs : 260 W·h·kg‑1 ;
- Masse totale des accumulateurs : 400 kg ;
- Moteurs électriques : 4 moteurs de 17,5 cv (cv : cheval).
- Conversion : 1 cv = 0,736 kW ;
- Surface de panneaux solaires : 269,5 m2 ;
- Entre Le Caire et Abou Dhabi la puissance solaire moyenne en juillet est de 380 W·m-2. Le soleil brille en moyenne 14 h par jour ;
- L'avion vole à une vitesse de 90 km·h-1 de jour, et 60 km·h-1 de nuit.
Doc. 1
Le premier tour du monde aérien sans carburant
Ce n'était ni l'étape la plus longue, ni la plus difficile, encore moins la plus spectaculaire. Pourtant, c'est bien ce dix-septième et dernier vol qui restera dans l'histoire, celui dont le monde se souviendra. Mardi 26 juillet, l'avion solaire Solar Impulse 2 a bouclé le premier tour du monde aérien, près de 40 000 kilomètres, sans la moindre goutte de carburant.
Doc. 2
Chaîne énergétique simplifiée de Solar Impulse 2
Doc. 3
Profil de vol de Solar Impulse durant 24 h
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30« Les appareils électriques en veille consomment très peu d'énergie »
✔ VAL : Analyser un résultat numérique
Peut-on montrer que la mise en veille des appareils électriques du quotidien a un coût énergétique réel et un impact écologique non négligeable ? En faisant l'hypothèse que chaque appareil électrique mis en veille a une puissance de 1 W, calculer :
Peut-on montrer que la mise en veille des appareils électriques du quotidien a un coût énergétique réel et un impact écologique non négligeable ? En faisant l'hypothèse que chaque appareil électrique mis en veille a une puissance de 1 W, calculer :
1. la puissance électrique totale de l'ensemble des appareils mis en veille en France ;
2. la consommation électrique totale mensuelle, exprimée en TW·h ;
2. la consommation électrique totale mensuelle, exprimée en TW·h ;
3. le nombre de réacteurs nucléaires devant rester en fonctionnement pour produire l'énergie nécessaire à la mise en veille de tous ces appareils ;
4. le résultat numérique obtenu à la question 3. est-il en accord avec l'affirmation suivante : « Les appareils en veille consomment très peu d'énergie ? »
4. le résultat numérique obtenu à la question 3. est-il en accord avec l'affirmation suivante : « Les appareils en veille consomment très peu d'énergie ? »
Données
- 15 à 50 appareils en veille par logement (source ADEME) ;
- Nombre de logements en France : 35,7 millions de logements (source INSEE, janvier 2017) ;
- Un réacteur nucléaire de puissance P = 900 MW produit en moyenne chaque mois 500 000 MW·h, ce qui correspond à la consommation de 400 000 ménages environ (source ).
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