Partie A - Chaîne d'acquisition du capteur d'irra… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - SIN 2024

Mise en situation

Le parc photovoltaïque flottant dispose de multiples capteurs mesurant les grandeurs physiques qui influent sur la production et donc sur la rentabilité du projet. Trois zones différentes sont équipées de capteurs communicants afin d'acquérir et de transmettre les données au centre de contrôle. Celui-ci est équipé d'un système SCADA de supervision industrielle capable de traiter en temps réel un grand nombre de mesures et de contrôler les installations à distance. Cet équipement permet donc à l'exploitant local de gérer et d'analyser en temps réel le fonctionnement ainsi que le pilotage de l'installation.

La zone photovoltaïque est équipée de capteurs d'acquisition de la température des cellules, de l'irradiance reçue sur le plan des modules, des grandeurs météorologiques (température ambiante, hygrométrie, vitesse du vent…).

La zone de puissance destinée à mesurer les grandeurs d'entrée et de sortie en énergie, puissance et température des équipements de puissance (onduleurs, transformateur BT/HTA).

La zone de contrôle qui recense tous les équipements de commande, le poste de livraison et le comptage de l'énergie électrique injectée sur le réseau de distribution.

Dans cette zone se trouve le serveur dédié à la gestion du logiciel de supervision SCADA.

Figure 9 Les zones de la centrale (d'après le site www.circutor.fr)

Partie A: le choix du capteur d'irradiance est-il judicieux ?

Pour établir un diagnostic de manque de production d'un panneau ou d'une chaîne il est nécessaire de mesurer l'irradiance reçue dans le plan de ce module. La puissance électrique fournie par le module dépend directement de l'irradiance exprimée en $\text{W}\cdot\text{m}^{-2}$ et des conditions de température.

Document technique DTS1: pyranomètre SR20-D2

Question A.1

Préciser la nature des signaux et la plage de mesure du pyranomètre SR20-D2.

Question A.2

Tracer sur le document réponse DRS1, l'allure de la courbe représentative de l'intensité $I_c$ (mA) fournie par le pyranomètre en fonction de l'irradiance $E$ ($\text{W}\cdot\text{m}^{-2}$) reçue sur la face d'un module. Préciser les valeurs caractéristiques.

Question A.3

Le pyranomètre est irradié avec $E_1$ égale à $825\ \text{W}\cdot\text{m}^{-2}$.

La résistance $R$ est de $120\ \Omega$.

Déterminer la tension $U_e$ (V) appliquée à l'entrée du voltmètre correspondante à cette valeur $E_1$.

Quelle pourrait être la valeur maximale $U_{e\max}$ (V) ? Justifier.

Question A.4

Conclure sur la possibilité de respecter la problématique avec cette chaîne d'information.