Bac S 2016 Métropole Correction © http://labolycee.org EXERCICE ...
EXERCICE III ? POMPAGE SOLAIRE DANS LE DESERT DU SAHEL (5 points).
Questions préliminaires : 1. Pour une longueur d'onde de coupure C = 1110 ...
part of the document
Bac S 2016 Métropole Correction © HYPERLINK "http://labolycee.org" http://labolycee.org
EXERCICE III POMPAGE SOLAIRE DANS LE DESERT DU SAHEL (5 points)
Questions préliminaires :
1. (1,5 pt) Pour une longueur donde de coupure (C = 1110 nm, lénergie de gap Eg est donnée par la relation : EMBED Equation.DSMT4
soit EMBED Equation.DSMT4 = 1,79×1019 J avec 3 chiffres significatifs.
Remarque : la valeur c = 3,00×108 m.s1 doit être connue !
Or 1 eV = 1,60×1019 J donc EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4 1,12 eV.
Les cellules en silicium monocristallin et polycristallin peuvent, à priori, convenir car elles ont la bonne valeur de Eg. Mais le coût des cellules en silicium monocristallin est très élevé. On choisira donc pour ce projet les cellules en silicium polycristallin, moins chères que celles en silicium monocristallin mais avec un bon rendement, une durée de vie importante et un bon rapport qualité / prix.
2. (0,5 pt )Lénergie potentielle de pesanteur EPP nécessaire pour soulever un volume deau V = 1,0 m3 de masse m dune hauteur H = 50 m est :
EPP = m.g.H = ((.V.g.H
EPP = 1,0×103×1,0×9,8×50 = 4,9×105 J.
3. Problème
Estimer la surface totale des panneaux solaires permettant de satisfaire aux besoins en eau au cours dun mois de lannée où ces besoins sont importants au Sahel malien.
On cherche la surface totale S des panneaux solaire nécessaire pour satisfaire aux besoins en eau au cours dun mois de lannée où ces besoins sont importants au Sahel malien.
On utilise des panneaux photovoltaïques en silicium polycristallin avec un rendement global de linstallation égal à r = 5,2 %.
Or r = EMBED Equation.DSMT4
Lénergie utile est ici lénergie potentielle de pesanteur nécessaire pour soulever V = 35 m3 dune hauteur H = 50 m : EPP = (.V.g.H
Lénergie reçue est lénergie lumineuse Elum pendant les 6 heures les plus ensoleillées de la journée soit de 9 h à 15 h (en heures solaires). On a donc (t = 6 heures = 21,6×103 s et Elum = Preçue.(t = Psurf.S.(t
Le mois de janvier est un mois de lannée où les besoins en eau sont importants, car il ny a pas de précipitations. Par ailleurs, en janvier, la puissance surfacique est minimale.
La variation de la puissance surfacique avec lheure solaire nest pas linéaire. On peut cependant estimer la puissance surfacique moyenne au mois de janvier, sachant que Psurf est comprise entre 790 et 900 W.m2: EMBED Equation.DSMT4 = 845 W.m-2.
Pour accéder à la surface, on reprend la relation du rendement : r = EMBED Equation.DSMT4 , que lon adapte EMBED Equation.DSMT4 .
On en déduit EMBED Equation.DSMT4 .
EMBED Equation.DSMT4 = 18 m2.
La surface S nécessaire est de taille raisonnable doù la pertinence de ces systèmes pour satisfaire aux besoins en eau dans les régions où lensoleillement est fort.
