Étude installation solaire ACTIVITÉ N° 1: NOTION D`IRRADIANCE
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Étude installation solaire ACTIVITÉ N° 1: NOTION D`IRRADIANCE
Première STI2D M I Nom : Prénom : E Classe : Lampadaire autonome Luméa ETT Référence : AT4-ACT7 Étude installation solaire CENTRE D'INTÉRÊT D'INTÉRÊT CI5- Solutions constructives relatives à la structure matérielle Compétences visées CO4.3. Identifier et caractériser le fonctionnement temporel d’un système CO6.3. Présenter et argumenter des démarches, des résultats, y compris dans une langue étrangère Connaissances associées Indices de performances, méthodes structurées d’optimisation d’un choix rérequis Aucun Conditions de réalisation Nature de l'activité Organisation de l'activité Travail individuel 2H TD Étude de cas TP Ressources Un PC + imprimante Fiches ressources Aucune Documents ressources : - gisement solaire - article ADEME-2.pdf - article ADEME-3.pdf - article LE MONDE.pdf Site internet : http://www.gaisma.com/en/ Logiciel "ARCHELIOS" Situation problème : Une installation de production d’énergie électrique (panneau photovoltaïque) ou thermique solaire doit faire l’objet d’une pré-étude de faisabilité afin de présenter au client potentiel les réelles possibilités de sa future installation. Vous allez, à travers ce TP, vous rendre compte des différentes contraintes que l’on doit prendre en compte avant d’installer un système de production à énergie solaire. Nous allons prendre comme base de travail le candélabre autonome Luméa positionné près de la porte d’entrée des ateliers dans l’allée réservée située entre le bâtiment d’internat et les ateliers. ACTIVITÉ N° 1: NOTION D’IRRADIANCE SOLAIRE Le soleil irradie la terre de ses rayons. A partir du document ressource « Gisement solaire », donnez la valeur moyenne de puissance par m² que le soleil émet sur la terre. Listez les pertes et donnez la valeur moyenne obtenue. ACTIVITÉ N° 2: CONTRAINTE DE SITUATION A partir du document ressource « Gisement solaire », indiquez la zone géographique où le gisement solaire est maximum en France. Donnez sa valeur et précisez son unité. Quelle est la valeur de gisement à Cholet ? Document élève / AT4-ACT7 Page 1/2 10/07/2012 Première STI2D M I E Nom : Prénom : Classe : ETT ACTIVITÉ N° 3: CONTRAINTES D’INSTALLATION Le positionnement des cellules solaires ne se fait pas par hasard. Il faut respecter les positionnements d’azimut et angulaire. De plus, il ne faut pas que des bâtiments ou objets empêchent les rayons du soleil d’atteindre nos cellules solaires. 3.1 Contrainte angulaire : A l’aide du site dont l’adresse est : http://www.gaisma.com/en/, définissez l’azimut et l’angle d’inclinaison optimum à Cholet, à midi aujourd’hui. Représentez une figure montrant la position angulaire idéale des cellules solaires par rapport au sol, indiquez l’angle trouvé précédemment. 3.2 Contrainte de masque : Le candélabre Luméa est en partie masqué du soleil par les bâtiments d’externat, du forum et d’internat. Vous allez réaliser ce que l’on appelle un « masque solaire » de deux manières différentes. 3.2.1 Avec boussole et clinomètre : Pour réaliser ce masque, il faut tout d’abord rechercher le diagramme solaire correspondant à la latitude à laquelle se trouve l’installation. A l’adresse du site déjà utilisé au 3.1, relevez les latitudes et longitudes de la ville de Cholet. Vérifiez que le diagramme solaire du document réponse n°1 est bien conforme, justifiez. En suivant les explications du document ressources « Masque solaire », réalisez le masque solaire au niveau du Luméa sur le document réponse n°1. Cependant, pour effectuer votre relevé, vous ne pourrez pas vous positionner à la hauteur des cellules solaires du Luméa. Vous effectuerez donc votre relevé à partir de votre hauteur. On ne tiendra pas compte de l’ombre provoquée par la cheminée du bâtiment d’internat. 3.2.2 Avec le logiciel « Archélios » : A partir du document ressources « Logiciel Archélios », réalisez le masque solaire. Pour mesurer les différentes distances du Luméa aux bâtiments, utilisez le mesureur laser mis à votre disposition. Imprimez le diagramme solaire obtenu à partir du fichier PDF et comparez le à celui que vous avez réalisé au paragraphe 3.2.1. Que peut-on dire du positionnement du candélabre Luméa ? ACTIVITÉ N° 4: CONTRAINTES TECHNOLOGIQUES 4.1. Rendement des panneaux photovoltaïques A partir des documents sur le candélabre Luméa, indiquez de quel type de cellules sont constitués les panneaux photovoltaïques. Quel est le rendement de ces panneaux ? Quelle surface couvrent-ils ? Quelle puissance est-on susceptible d’obtenir lors d’un ensoleillement maximum ? Justifiez vos résultats. 4.2 Influence de la température ambiante A partir du document ressources sur le candélabre Luméa, indiquez comment agit la température ambiante sur le rendement des panneaux photovoltaïques. Que peut-on en déduire ? ACTIVITÉ N° 5 : CONCLUSION Faîtes une synthèse des différentes contraintes que vous venez de voir. Précisez les conditions idéales dans l’absolu (ce qu’il faudrait faire idéalement). Concluez également sur l’installation du Luméa. Document élève / AT4-ACT7 Page 2/2 10/07/2012 M I E Première STI2D Nom : Prénom : Classe : Lampadaire autonome Luméa ETT Référence : AT4-ACT7 Étude installation solaire – document réponse Document élève / AT4-ACT7 Page 1/1 10/07/2012