PARTIE 2 (6 points) -  DÉFI ÉNERGÉTIQUE

En 2015, le développement de l'autoconsommation de l'électricité d’origine solaire prend la forme d'une jolie fleur, la smartflower®. Tel un tournesol, cette fleur déploie ses pétales photovoltaïques pour suivre les rayons du soleil dès l’aube, et ne plus les lâcher jusqu'au crépuscule.

   D’après https://www.smartflower.com/fr

Document 1 : Pourcentage d’énergie solaire captée par un panneau photovoltaïque placé sur le toit d’une maison en condition d’éclairement maximum.

   L'inclinaison correspond à l’angle du panneau par rapport à l'horizontale. Son unité est le degré (°)
D’après http://hmf.enseeiht.fr
Document 2 : Production d’énergie électrique et besoins journaliers d’un ménage
   D’après https://www.smartflower.com/fr
Document 3 : Autoconsommation photovoltaïque
Par autoconsommation directe photovoltaïque, on entend la possibilité donnée à tout type de consommateur/producteur d’électricité de connecter une installation photovoltaïque, dimensionnée selon ses besoins, uniquement à sa propre installation électrique dans le but d’une consommation in situ sur le site de production.

QUESTIONS :
 1) D’un point de vue environnemental, expliquez l’intérêt de la smartflower®.
Réponse attendue Barème
La smartflower® produit de l’énergie électrique à partir d’une source renouvelable et non polluante : le Soleil.
 0,5 point


2) Reproduisez et complétez le schéma de la chaîne énergétique d’une smartflower®.



Réponse attendue Barème

1,5 points
1 point si trois énergies justes
0,5 point si une énergie fausse
sinon 0 point
0,5 point pour les flèches


3) Expliquez quels sont les avantages de la smartflower® par rapport à des panneaux photovoltaïques installés sur le toit d’une maison.
Réponse attendue Barème
Les panneaux photovoltaïques fixes installés sur le toit ne captent que 100 % de l’énergie solaire pour une orientation sud, une inclinaison comprise entre 30° et 40° et lorsque l’éclairement est maximum. Du fait de ses multiples possibilités d’orientation, la smartflower peut capter 100 % de l’énergie solaire pendant toute la durée d’éclairement.
 1 point



4) Une personne, habitant une maison de 100 m2, a une consommation électrique de
700 kWh par an (hors chauffage et eau chaude). Montrez qu’une smartflower® de puissance moyenne 460 W peut largement fournir l’énergie électrique annuelle nécessaire à une famille de trois personnes.

Réponse attendue Barème
Econsommée par la famille = 3 × 700 = 2100 kWh
Efournie par la smartflower = 460 × 8,76.103 = 4030 kWh
Efournie par la smartflower >> Econsommée par la famille
La smartflower® peut largement fournir l’énergie électrique annuelle nécessaire à une famille de trois personnes
 1,5 points
0,5 point pour Efamille
0,5 point pour Esmartflower 0,5 point pour comparaison et conclusion

Aides aux calculs :
 5) À l’aide des documents 2 et 3 :
a- Expliquez pourquoi le taux d’autoconsommation de l’électricité produite par la smartflower® n’est pas de 100 %.

Réponse attendue Barème
Le taux d’autoconsommation de l’énergie produite par la smartflower® n’est pas de 100 % car d’après le document 2 nous voyons que pendant la journée, les besoins en énergie électrique d’un ménage sont inférieurs à l’énergie produite par la smartflower®
 0,5 point


b- Proposez une solution pour augmenter le taux d’autoconsommation d’une telle installation.

Réponse attendue Barème
Une solution pour augmenter le taux d’autoconsommation d’une telle installation serait de stocker l’énergie produite mais non utilisée durant la journée afin de la consommer durant la nuit lorsque la production est nulle.
 1 point