Partie B - Question B.1 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - EE 2022

Partie B: comment produire et distribuer l'énergie électrique avec un rendement optimum ?

Les panneaux photovoltaïques sont divisés en 11 champs (DTS4). Chaque champ est composé de 15 panneaux raccordés en dérivation. Chaque champ délivre une tension à vide d'environ 30 VDC afin de garantir la sécurité de l'équipage contre les risques électriques.

Les sections des câbles de raccordement des champs photovoltaïques sont dimensionnées pour limiter les chutes de tension et récupérer le maximum d'énergie électrique sur les bus 400 V (DTS4).

L'inconvénient de travailler en TBT (Très Basse Tension) est la chute de tension générée dans les câbles. Afin de minimiser ces chutes de tension, les ingénieurs ont dimensionné les câbles électriques reliant les champs et les convertisseurs DC/DC avec des sections de 68 mm².

Question B.1 (DTS4, DTS5)

Justifier le choix des ingénieurs concernant la section des conducteurs ($68\text{ mm}^2$), sachant que la chute de tension maximum autorisée est de $3\,\%$.

On pourra modéliser une liaison Champ-Convertisseur de la manière suivante:

Avec:

$I_p = 80\text{ A}$ (courant maximum délivré par un champ);

$U_p = 30\text{ V}$ (tension délivrée par un champ);

$U_{conv}$: tension en entrée du convertisseur DC/DC;

$R_c$: résistance d'un câble de longueur $12\text{ m}$.

Consulter l'extrait de la documentation technique DTS5 ci-dessous pour le câble aluminium:

1.

2.

3.

%

4.

Conclusion: le choix des ingénieurs d'utiliser une section de $68\text{ mm}^2$ est-il justifié ?