Sujet 0 sti2d la tente de demain correction

Pages: 7 (1707 mots) Publié le: 11 novembre 2012
Baccalauréat technologique
Épreuve de physique-chimie série STI2D et STL spécialité sciences physiques et chimiques en laboratoire

Exemple de sujet
Durée 3h, coefficient 4 Calculatrice autorisée

LA TENTE DE DEMAIN
Proposition de correction

Niveau I : connaissances Niveau II : capacités qui nécessitent l’application de règles ou de principes Niveau III : capacités qui nécessitent uneanalyse, un raisonnement, une argumentation, d’extraire et trier des informations.

Partie A : La toile photovoltaïque A.1 Conversion photovoltaïque A.1.1 Les coûts financiers et énergétiques sont relativement bas. (*) L’impact environnemental est faible. (*) Les cellules organiques peuvent s’intégrer facilement à des supports souples (*) L’impact environnemental de la fabrication d’une cellulephotovoltaïque désigne les modifications de l’environnement (pollution, consommation d’énergie,...) que peut engendrer la fabrication d’une cellule photovoltaïque. (**) A.1.2 Le modèle de la cellule PV éclairée montre que les photons sont responsables de l’apparition des charges et de leur mise en mouvement. Les charges négatives se déplacent vers la cathode et les charges positives vers l’anode.Il apparait une différence de potentiel entre l’anode et la cathode. En l’absence d’éclairement, il n’y a aucun mouvement de charges donc pas de différence de potentiel. (**) NI NII NIII

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IGEN SPCFA

A.1.3 a. Eélectrique : énergie électrique en Joule (J) ou en Wattheure (Wh ou kWh) (*) Esolaire : énergie solaire en Joule (J) ou en Wattheure (Wh ou kWh) (*)

η : lerendement sans unité. (*)
b. voir document réponse DR1. Une (*) par réponse juste A.2 Exploitation des premiers résultats expérimentaux A.2.1 La mesure du rayonnement solaire correspond à une mesure de puissance surfacique d’après les unités (W.m-2) (*). Le centre de contrôle affiche l’énergie solaire absorbée par un mètre carré de toile pendant une certaine durée (en kWh.m-2) . (*) On en déduitque le centre de contrôle effectue le calcul à l’aide de la relation :

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** *

∆E = P. ∆t. (*)
A.2.2 Le rendement énergétique photovoltaïque s’exprime par la relation η = Eélectrique/Esolaire (**) si le raisonnement est présenté sous forme d’étapes. 1ère étape : on détermine l’énergie solaire absorbée par la toile durant une semaine en utilisant le document (A3). Un mètre carré detoile absorbe en une semaine 53,5 kWh. La surface de la toile est de 1,40 m2. Par conséquent : Esolaire = 53,5.103 ×1,40 = 74 900 Wh = 74,9 kWh . Une (*) pour l’application numérique et une (*) pour les unités. 2ère étape : on détermine l’énergie électrique produite par la toile durant une semaine en utilisant les résultats expérimentaux (A4). Eélectrique = 840+370+190+550+730+820+620 =4 120 WhUne (*) pour l’application numérique et une (*) pour les unités 3ème étape : on détermine le rendement de la toile photovoltaïque. η = 4 120/ 74 900 = 0,0550 soit 5,50 %. A.2.3 Le rendement cité dans l’article de presse est de 6,1 %. On peut penser qu’il s’agit d’un rendement de laboratoire effectué dans les conditions standard de test. Dans notre cas de figure notre rendement est un rendementmoyen et les conditions de mesures varient en fonction de l’ensoleillement.

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2/9

IGEN SPCFA

L’écart est donc lié aux conditions de mesures qui ne sont pas les mêmes. Par ailleurs nous n’avons aucune information sur les appareils de mesures et leurs incertitudes. (**)

A.3 Nettoyage de la toile de tente A.3.1 Voir document réponse DR2. (*) A.3.2 a. Tachesd’herbe : L’eau oxygénée et l’eau de javel sont des oxydants. La tache d’herbe est sensible aux oxydants. On les élimine pour leur corrosivité. L’eau de javel est également néfaste pour les organismes du milieu aquatique. (*) L’acétone et le chloroforme solubilisent le polymère donc on les élimine. (*) L’essence de térébenthine est dangereuse pour l’environnement. (*) Le seul solvant qu’il reste est...
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