Exercice 2 - Étude du panneau photovoltaïque · Bac STI2D Physique-Chimie et Mathématiques Métropole Candidat libre 2021

Thème : Énergie transportée par la lumière : photon et conversions solaires · Tiré du sujet Métropole Candidat libre (2021)

Énoncé

EXERCICE 2 commun à tous les candidats (6 points): mise en sécurité d’une piscine avec un volet roulant

(physique-chimie)

Le but de l'exercice est d'étudier la possibilité de l'installation d'une alimentation autonome pour un volet roulant permettant de protéger et sécuriser la piscine.

Le bassin de la piscine étudiée a les dimensions suivantes:

longueur: 7,0 m, largeur: 3,5 m et profondeur (fond plat): 1,5 m.

3. Étude du panneau photovoltaïque.

La notice technique du panneau photovoltaïque permettant la recharge de la batterie précédente nous indique les caractéristiques suivantes (dans les conditions standard de test: ensoleillement de 1000 W/m21000\text{ W/m}^2 et 25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}):

puissance crête: Pc=100 WP_c = 100\text{ W};

courant de court-circuit: Icc=2,91 AI_{cc} = 2{,}91\text{ A};

tension à vide: Uco=44,10 VU_{co} = 44{,}10\text{ V};

tension à puissance crête: Umax=36,50 VU_{max} = 36{,}50\text{ V};

courant à puissance crête: Imax=2,74 AI_{max} = 2{,}74\text{ A}.

3.1.

Compléter la caractéristique I=f(U)I = f(U) donnée dans le document à rendre avec la copie en y indiquant le point de fonctionnement à la puissance crête.

3.2.

Parmi les trois montages électriques donnés dans le document à rendre avec la copie, indiquer celui permettant de mesurer la tension à vide et celui permettant de mesurer une intensité de court-circuit.

3.3.

Déterminer la durée de recharge complète des batteries précédemment étudiées lorsque le panneau fonctionne en délivrant sa puissance crête.

Énoncé: Exercice 2 - Étude du panneau photovoltaïque · Bac STI2D Physique-Chimie et Mathématiques Métropole Candidat libre 2021

Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

3.1. Compléter la caractéristique I = f(U) donnée dans le document à rendre avec la copie en y indiquant le point de fonctionnement à la puissance crête.

Réponse : Le point de fonctionnement à la puissance crête a pour coordonnées : (Umax ; Imax)=(36,5 V ; 2,74 A)(U_{max}\,;\, I_{max}) = (36{,}5\text{ V}\,;\, 2{,}74\text{ A}) Il se place sur le coude de la caractéristique.

3.2. Parmi les trois montages électriques donnés dans le document à rendre avec la copie, indiquer celui permettant de mesurer la tension à vide et celui permettant de mesurer une intensité de court-circuit.

Réponse : Tension à vide : Montage 1 / Intensité de court-circuit : Montage 3

3.3. Déterminer la durée de recharge complète des batteries précédemment étudiées lorsque le panneau fonctionne en délivrant sa puissance crête.

Réponse : 69126912 s / 1,921{,}92 h / 1 h 55 min1\text{ h } 55\text{ min}

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