Les énergies: TSTI2D DEVOIR N° 1 50 min Sciences physiques

« TSTI2D DEVOIR N° 1 50 min Sciences physiques Observations : 2016-2017 Note : /20 NOM : PRENOM : DATE : Ce premier devoir sera l’occasion de découvrir une nouvelle présentation du barème et des compétences ciblées.

En fin d’exercice apparaissent 2 points qui valorisent ceux qui feront l’effort d’expliquer leur démarche tout soignant leur travail. 1 * représente 0,5 point. Exercice 1 : L’effet photoélectrique.

8 points Pour l’instant, seule une partie de la lumière visible, principalement les rayonnements verts et bleus, peut donner lieu, sur une cellule photovoltaïque à la production de courant. 1- Quelles sont les fréquences des photons associés à une lumière bleue ( b = 450 nm) et à une lumière verte ( v = 0,500 m) ? 2- Calculer, en J puis en eV, les énergies de ces photons. Données : c = 3,00 X 108 m.s-1 ; h = 6,61 x 10-34 J.s ; 1 eV = 1,60 x 10-19 J Ex1 : Com – Auto : /2 Exercice 2 : Etude d’une installation solaire photovoltaïque.

12 points. Une exploitation agricole isolée, non raccordée au réseau, produit de l’électricité dont elle a besoin à l’aide d’une installation solaire photovoltaïque. L’énergie électrique produite par les panneaux solaires peut être utilisée immédiatement ou stockée dans des batteries d’accumulateurs. Etude des panneaux solaires : Les caractéristiques courant- tension d’un panneau solaire, pour deux ensoleillements différents sont représentées sur la figure ci-dessus : -1- Rco App Rea Ana Val ** ** ** ** ** ** TSTI2D DEVOIR N° 1 50 min Sciences physiques 1- Dans le cas d’un ensoleillement optimal, la caractéristique correspond à la courbe 1. a- Déterminer graphiquement la valeur de la tension à vide (ou fem) , U0 , d’un panneau solaire. b- Déterminer graphiquement l’intensité du courant de court- circuit : Icc. (courant pour une tension nulle). c- Déterminer la puissance électrique P1 fournie par le panneau pour une tension de fonctionnement égale à 35V. d- En déduire l’énergie électrique E produite en 10 heures d’ensoleillement. 2- Dans le cas d’un ensoleillement plus faible, la caractéristique courant-tension correspond à la courbe 2. Déterminer la puissance électrique P2, fournie par un panneau pour une tension de fonctionnement égale à 35V. 2016-2017 Rco App Rea * * * * * * * * * * * * 3- La puissance maximale délivrée par chaque panneau vaut 150W.

L’installation doit pouvoir fournir une puissance maximale égale à 2100W. a- Combien de panneaux faut-il utiliser ? b- La tension de fonctionnement nominal d’un panneau à puissance maximale est égale à 35V.

L’installation doit délivrer une tension de 70V.

Comment les panneaux doivent-ils être associés ? Un schéma sera associé.... »