Partie 4 - Question 4.4 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - AC 2025

Thème : Optimisation du point de fonctionnement d'une chaîne d'énergie · Tiré du sujet Métropole France - Architecture et Construction (AC) (2025)

Énoncé

Partie 4: les éoliennes choisies conviennent-elles au regard des objectifs de la production visée ?

La vitesse moyenne du vent sur le site de la ferme éolienne est estimée à 5,5 m⋅s−15{,}5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1} tout au long d'une année.

Le bureau d'études estime à 25 000 MW⋅h25\,000\text{ MW}\cdot\text{h} l'énergie électrique produite par la ferme éolienne pour une année.

DT4: synoptique de l'éolienne

N°

Désignation

N°

Désignation

1

Fondation

13

Multiplicateur de vitesse (rendement 85%)

2

Mât

14

Accouplement mécanique basse vitesse

3

Pignon d'entraînement de la nacelle

15

Arbre lent

4

Roue dentée liée au mât

16

Moyeu du rotor à 3 pales

5

Moteur d'orientation de la nacelle

17

Pales à orientation variable (rendement 80%)

6

Nacelle orientable

18

Convertisseur (rendement 99%)

7

Unité centrale de traitement

19

Dispositif de calage des pales

8

Girouette

20

Groupe hydraulique

9

Anémomètre

21

Transformateur (rendement 95%)

10

Génératrice asynchrone (rendement 90%)

22

Liaison électrique avec réseau triphasé 20 kV ENEDIS

11

Accouplement mécanique haute vitesse

23

Câble basse tension triphasé 690 V~

12

Frein à disque

DR5: diagramme des blocs internes (ibd)

DR6: courbe de puissance du vent

La vitesse moyenne du vent sur le site de la ferme éolienne est estimée à 5,5 m⋅s−15{,}5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1} tout au long d'une année.

4.4

Placer ce point de fonctionnement sur la courbe de puissance (DR6).

kW

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Corrigé

Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)

Placer ce point de fonctionnement sur la courbe de puissance.

Réponse : Point de fonctionnement placé à l'abscisse v=5,5 m⋅s−1v = 5{,}5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1} et à l'ordonnée Pv≈1 000 kWP_v \approx 1\,000\text{ kW}, avec les lignes de rappel en pointillés (verticale depuis 5,5 et horizontale vers 1 000).

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