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Publié : 5 décembre 2011

Alimentation autonome (TD)

ALIMENTATION AUTONOME -TD

 
1- Exercices sur les accumulateurs

Exercice n°1 : On souhaite faire fonctionner un moteur électrique de modèle réduit 12W, 7.2V pendant 90 minutes.
Quelle devra être la capacité Q (en Ah) et la tension de service de ma batterie ?

Exercice n°2 : La batterie d’une automobile possède les caractéristiques suivantes :

- force électromotrice : E=12 V

- capacité : Q=40 Ah.

Lors d’un stationnement, les quatre feux-de-position ayant chacun une puissance de 8 W sont restés allumés 24 heures. En supposant que les grandeurs électriques ne varient pas, calculer :
• Le courant débité par la batterie.
• La quantité de courant (en Ah) délivrée par la batterie en 24 h.
• La valeur de l’énergie (en Wh) transférée aux feux de position en 24h.
 

Quelle est l’énergie maximale disponible dans la batterie ? Le conducteur pourra-t-il démarrer normalement à son retour ?

Exercice n°3 (conception d’une batterie) : Une batterie doit alimenter pendant 1 heure 30 au moins, un système quelconque fonctionnant sous une tension de 12 Volts et absorbant une puissance de 30 Watts.

Déterminer  :

- La capacité de la batterie.

- Le câblage de la batterie avec des accumulateurs de type R20.

- Le câblage de la batterie avec des accumulateurs de type R14.
 

 

 2- Exercices sur les panneaux photovoltaïques
 

Exercice n°1 : Un panneau solaire est composé de cellules photovoltaïques permettant de transformer l’énergie fournie par le soleil. Chaque cellule a une puissance P égale à 1,2 W et une tension nominale U égale à 0,48 V.
Calculer l’intensité maximale fournie par cette cellule.

Exercice n° 2 : Les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques montées en série pour obtenir une tension nominale de 12V.
• En appliquant la loi d’additivité des tensions, calculer le nombre de cellules de tension nominale 0,48V nécessaires pour obtenir un panneau solaire de tension nominale 12 V.

Exercice n°3 : Le panneau solaire est de forme rectangulaire. Il a les dimensions suivantes : 427 mm × 633 mm. En France métropolitaine, le soleil fournit en moyenne 1 000 W/m².
Calculer la puissance absorbée par le panneau solaire.
Calculer le rendement du panneau solaire s’il fournit une puissance égale à 30 W.
 

Exercice n°4 : On estime, qu’en France, chaque mètre carré reçoit en moyenne une énergie solaire de 1 500 kWh/an.
Calculer l’énergie annuelle reçue par un panneau solaire de 20 m².

Le panneau solaire alimente les trois chauffe-eau d’un complexe sportif, qui absorbent chacun en moyenne par an 4 000 kWh. Le rendement du panneau solaire est de 30 %.
• Le panneau solaire suffit-il à lui seul pour chauffer l’eau des chauffe-eau ?

 
3- Exercices sur les éoliennes
 

Exercice n°1 : Une tranche de centrale nucléaire a une puissance P = 900 MW. Cette puissance est fournie au réseau en moyenne 200 jours par an. Une éolienne fournit par an une énergie E = 106 kWh.
Calculer le nombre d’éoliennes de ce type nécessaires pour remplacer la tranche de centrale nucléaire.

Exercice n°2 : Nous souhaitons dimensionner les pales d’une éolienne à vitesse fixe pour obtenir une puissance mécanique de 750 kW pour une vitesse de vent de 13,8 m/s. On considère un coefficient de puissance Cp égal à 0,2.
Quelle sera la longueur de notre pale ou le rayon de la surface balayée par la turbine ?

Exercice n°3 : On donne quelques paramètres d’une éolienne de 300 kW :

- Diamètre des pales : 28 m

- Surface balayée par le rotor : 615 m²

- Vitesse nominale du vent : 14 m/s

- Vitesse nominale de rotation du rotor : 43 tr/min

- Rapport du multiplicateur : 35

- Vitesse nominale de la MAS : 1515 tr/min

- Par ailleurs, la densité de l’air est de 1,225 .

Quel pourcentage de l’énergie du vent récupère-t-on au point de fonctionnement
nominal (calcul de Cp) ?


Exercices trouvées pour parties sur différents sites, si les auteurs le souhaitent, je peux les enlever