CLASSE DE SECONDE. Enseignement d Exploration PARTIE 1 PRINCIPE DU PANNEAU SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE

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1 CLASSE DE SECONDE Enseignement d Exploration Création et Innovation Technologique Dossier de Travail PARTIE 1 PRINCIPE DU PANNEAU SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE En vous basant sur des recherches Internet et les ressources fournies : - Expliquez le principe du panneau solaire photovoltaïque, - Présentez les différents types de panneaux solaires photovoltaïques, donnez leurs avantages et inconvénients. Enregistrez les documents qui vous semblent intéressants et commencez à rédiger des documents pour votre présentation finale. Etude de cas 1 îlot 1 Page 1

2 Recherchez dans le diaporama «Ressources énergie solaire» les grandeurs physiques et les unités utilisées pour caractériser les énergies entrantes et sortantes d un panneau solaire photovoltaïque. Vous pouvez présenter le résultat à l aide d un schéma de synthèse ci-dessous : Energie Convertir l énergie Energie Grandeurs physiques : Panneau solaire photovoltaïque Grandeurs physiques : Etude de cas 2 îlot 1 Page 2

3 Dossier de Travail PARTIE 2 MANIPULATIONS : Le matériel que vous allez manipuler est très fragile. Vous en êtes responsable pendant toute la séance. S il est endommagé, vous serez sanctionnés. Objectif : Mettre en évidence les paramètres qui influencent le fonctionnement d un panneau solaire. Matériel à votre disposition : - La voiture solaire et son panneau photovoltaïque - 2 multimètres - un boitier de branchement - une lampe halogène pour simuler l éclairement du soleil - un luxmètre - un tachymètre - un rail équipé d un mètre à ruban - des équerres à 30 et 45 Etude de cas 2 îlot 1 Page 3

4 *Consignes : à lire avant de commencer - Avant de commencer une manipulation, faites valider votre installation par le professeur. - Vous pouvez prendre des photographies pour illustrer votre diaporama. Manipulation N 1* : Avec ce premier montage expérimental, - nous allons faire varier l intensité lumineuse appliquée au panneau solaire en faisant varier sa distance avec le projecteur halogène. Variation distance Mesure de l intensité lumineuse avec le luxmètre réglé sur le calibre lux et nous allons relever pour chaque distance : - La tension du courant électrique délivré par le panneau solaire. - La fréquence de rotation des roues de la voiture. - L intensité maximale du courant fournit. Etude de cas 2 îlot 1 Page 4

5 Travail demandé : -1- Réaliser le câblage des appareils de mesure selon le schéma électrique ci-dessous en suivant les fiches d aide fournies en annexe. + Panneau solaire V M Moteur de la voiture - A -2- Préparer un tableau pour relever les mesures sous la forme : Distance(cm) Intensité lumineuse (lux) Tension (V) Fréquence de rotation (tr/min) Intensité Maxi (A) On fera varier la distance en partant de 34 cm jusqu à 10 cm par intervalle de 2 cm. -3- Effectuer les mesures (voir fiche d aide en annexes) Etude de cas 2 îlot 1 Page 5

6 -4- Saisir le tableau de valeurs dans le tableur EXCEL. -5- Tracer les courbes (nuages de points) pour étudier : - La variation de la tension délivrée par le panneau solaire en fonction de l intensité lumineuse. - La variation de la fréquence de rotation en fonction de la tension. - La variation de l intensité maximale du courant électrique en fonction de l intensité lumineuse. -6- Interpréter ces courbes : - Commenter la variation de la tension délivrée par le panneau solaire en fonction de l intensité lumineuse. Comparer la valeur maximale à la valeur nominale donnée sur le panneau. En déduire les conditions d ensoleillement nécessaires au fonctionnement correct du panneau solaire. - Commenter la variation de la fréquence de rotation en fonction de la tension. Ce fonctionnement est-il satisfaisant? - Commenter la variation de l intensité maximale du courant électrique en fonction de l intensité lumineuse. - Calculer la puissance de ce panneau photovoltaïque. Etude de cas 2 îlot 1 Page 6

7 Manipulation N 2* : Etudier la variation de la tension délivrée par le panneau solaire en fonction de l angle d attaque des rayons solaires. Variation angle d incidence - Interpréter les résultats de ces expérimentations en regard des conditions naturelles d ensoleillement. Etude de cas 2 îlot 1 Page 7

8 PARTIE 4 COMPTE-RENDU Rédiger un compte-rendu sous forme de diaporama (ou autre) qui sera présenté a l oral par l ensemble du groupe. Procédez comme cidessous : 1. Imaginez un plan pour votre présentation. 2. Nommez un responsable de chaque partie de votre présentation en essayant d équilibrer le travail à réaliser ainsi que le temps de présentation. 3. Présentez les étapes 1 et 2 à votre professeur. 4. Réalisez par 2 le diaporama correspondant à votre partie. 5. Montrez le résultat final à votre professeur. Etude de cas 2 îlot 1 Page 8

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