Les atouts de l’électricité

ACTIVITE 3 : PRODUIRE DE L’ELECTRICITE SANS COMBUSTION… EN APPOINT, A L’ECHELLE LOCALE

[pic 1]

Document 1 : Le fonctionnement d’une éolienne[pic 2]

Les éoliennes sont des convertisseurs d’énergie qui exploitent une partie de l’énergie mécanique portée par les masses d’air atmosphériques. Les éoliennes à axe horizontal sont largement majoritaires. Elles consistent en une série de pales montées symétriquement sur un rotor qui entraîne la rotation d’un alternateur (appelé aussi génératrice).

Pour estimer les performances d’une éolienne, il est nécessaire de disposer de sa caractéristique, c’est-à-dire de la représentation des variations de la puissance électrique produite en fonction de la vitesse du vent et son allure usuelle est représentée ci-dessous.

[pic 3][pic 4]

[pic 5]

Ce graphique permet de connaître deux valeurs essentielles pour décrire le fonctionnement d’une éolienne :

• La puissance nominale, c’est-à-dire la puissance électrique maximale que peut produire l’éolienne en fonctionnement courant ;
• La vitesse nominale du vent, c’est-à-dire la vitesse du vent minimale qui permet à l’éolienne de produire la puissance nominale. Au-delà de cette vitesse, l’éolienne est freinée pour en limiter l’usure.

La puissance du vent Pvent est proportionnelle, en première approximation, à la masse volumique ρair de l’air (égale à 1,3 kg.m-3), au carré du diamètre D du cercle décrit par les pales et la vitesse du vent v :

[pic 6]

Pour un modèle d’éolienne de taille moyenne, couramment installée en Europe, le fabricant communique les données techniques suivantes :

[pic 7][pic 8]

Document 2 : Les centrales solaires photovoltaïques

La centrale solaire photovoltaïque de Cestas, près de Bordeaux, inaugurée en 2015, est la plus grande centrale photovoltaïque d’Europe.[pic 9]

Pour délivrer une puissance de valeur P = 300 MW, elle occupe une surface S = 200 ha, soit l’équivalent de 400 terrains de football environ. Le signal électrique créé est continu, puis des onduleurs le transforment en signal alternatif, avant d’être envoyé au réseau de transport.

L’énergie ainsi obtenue correspond à la consommation électrique annuelle (sans le chauffage) de la ville de Bordeaux.

[pic 10]

Rappels :

1 ha = 104 m2

1Wh = 3600J

1MW = 1.106W

Questions :

1.1.        Représenter la chaîne de conversion énergétique d’une éolienne.

...