Chaîne énergétique – exercices

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.

2. Dans le désert le moteur d'une pompe à eau d'un puits est alimenté par une batterie de cellules photovoltaïques. Quel est le réservoir d’énergie initial ? le réservoir d’énergie final ? Quels sont les convertisseurs ? Etablir la chaîne énergétique (ne pas oublier les pertes).

3. Compléter la chaîne énergétique d'une centrale thermique au charbon.

Charbon Chaudière Alternateur Réseau

En une année cette centrale a consommé 0,8.106 t de charbon et produit 2,4.109 kWh d'électricité. Quel est le rendement énergétique de cette centrale ? ( 1 tonne de charbon = 2,898.1010 J).

4. Une batterie de cellules photovoltaïques a une surface réceptrice de 8 m². Son taux de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique est de 15 %. Le rayonnement solaire apporte en moyenne, chaque seconde, 1 kJ/m². Elle fonctionne 10 heures par jour. Calculer l'énergie électrique fournie en une journée par la batterie de cellules.

5. 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 ?

6. Une centrale hydraulique utilise l'énergie cinétique d'une chute d'eau pour faire tourner une turbine entraînant un alternateur afin de produire de l’électricité. a) Etablir la chaîne énergétique