Génération d une tension alternative par une centrale thermique Charbon-Uranium-Gaz-Fioul

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1 Génération d une tension alternative par une centrale thermique Charbon-Uranium-Gaz-Fioul 5 élèves : 1 par centrale, 1 pour les questions généralistes - Expliquer de façon SIMPLE, à l aide du schéma suivant où l on aura identifié les différents éléments, comment l énergie électrique est fabriquée dans les centrales thermiques. - Citer les différentes centrales thermiques et les pourcentages de chacune en France ainsi que leur évolution (en développement ou en disparition). - Enoncer sous forme de tableau les avantages et inconvénients de chacune d elles - Donner les valeurs de l énergie produite en moyenne par chacune. - Donner la valeur de la tension fournie en sortie d une centrale et les différentes valeurs au fil de la transformation de celle-ci de la centrale jusqu à votre domicile. - Quelle est la différence entre monophasé et triphasé? Où trouve-t-on du monophasé et du triphasé? - Pourquoi le transport de l'énergie se fait-il sous forme alternative et en haute tension? - Au niveau de votre domicile combien de fils vous fournit l'edf que représente chacun de ces fils? - Faire un rapport entre la quantité d énergie fournie en fonction de la quantité de matière nécessaire. - Y a-t-il des régions propices à chaque type de centrale? - Avantages-Inconvénients d une centrale thermique. - Les centrales thermiques représentent un débat quotidien entre les «écolos» et les «prothermiques» Sont-elles vraiment «polluantes»? - Faire un tableau récapitulatif des avantages et inconvénients d'une centrale thermique. Page 1 / 11

2 Génération d une tension alternative par une centrale hydraulique 2 élèves - Expliquer de façon SIMPLE, à l aide du schéma suivant où l on aura identifié les différents éléments, comment l énergie électrique est fabriquée dans les centrales hydrauliques. - Qu'est-ce qu'une énergie primaire. - Quelle est la différence entre une énergie renouvelable ou non. - Donner la valeur de l énergie produite en moyenne (Tension et courant). - A quel paramètre technologique est lié le quantité d énergie produite? - A quel paramètre physique est lié la quantité d énergie produite? - Donner la valeur de la tension fournie en sortie d une centrale et les différentes valeurs au fil de la transformation de celle-ci de la centrale jusqu à votre domicile. - A quels moments utilise-t-on ce type de centrale (été/hiver et consommation électrique en France)? - Quelles sont les régions ou pays propices à l installation de ce type de centrale? - Dans notre région, quelles sont les centrales qui existent, quelle puissance produisent elles? - Faire un tableau récapitulatif des avantages et inconvénients d'une centrale hydraulique. - Les centrales hydrauliques sont elles un moyen propre de générer de l énergie? - Présente-t-elles un danger pour la nature? - Que doit on mettre en place pour protéger la nature lorsque l'on bâtie une centrale hydraulique? Page 2 / 11

3 Génération d une tension alternative à l'aide d'une éolienne 3 élèves - Expliquer de façon SIMPLE, à l aide du schéma suivant où l on aura identifié les différents éléments, comment l énergie électrique est fabriquée par une éolienne. - Donner la valeur de l énergie produite en moyenne. - Sur quel paramètre électrique influe la vitesse du vent? - Sur quel paramètre électrique influe la longueur des pâles? - Donner ses limites d utilisation (vent mini-maxi) et sa limite de taille et de puissance électrique fournie. - Pourquoi les pales sont elles en hauteur? Pourquoi sont elles vrillées? Pourquoi sont elles orientables? - Les nouvelles éoliennes : qu'ont-elles de différent par rapport aux anciennes? - Donner la valeur de la tension fournie en sortie d une éolienne et les différentes valeurs au fil de la transformation de celle-ci de la centrale jusqu à votre domicile. - A quels moments utilise-t-on ce type de fabrication? - Les éoliennes sont elles un moyen propre de générer de l énergie? - Quelles sont les régions ou pays propices à l installation de ce type de fabrication de l énergie? - Faire un tableau récapitulatif des avantages et inconvénients d'une éolienne. - Les éoliennes individuelles, installées sur les toits, est-ce mieux qu une éolienne en plein champs? Page 3 / 11

4 Génération d une tension alternative à l'aide d'une hydrolienne 3 élèves - Expliquer de façon SIMPLE, à l aide d'un schéma que vous sélectionnerez sur internet, le fonctionnement de l'hydrolienne. Identifier ses principales parties ainsi que leurs rôles. - Les différentes technologies d'hydroliennes, faire un tableau comparatif permettant de mettre en évidence et comparer leurs caractéristiques. - Sur quel paramètre électrique influe le coefficient de marée? - Sur quel paramètre électrique influe la longueur des pâles? - Donner ses limites d utilisation (marée mini-maxi) et sa limite de taille et de puissance électrique fournie. - Donner la valeur de la tension fournie en sortie d une hydrolienne. - Les hydroliennes sont elles un moyen propre de générer de l énergie? - Quelles sont les régions ou océans sont propices à l installation de ce type de fabrication de l énergie? - Faire un tableau récapitulatif des avantages et inconvénients d'une éolienne. - Quels avantages et inconvénients présentent-elles par rapport aux éoliennes? - Les hydroliennes vont elles remplacer les éoliennes? - Fabriquer de l'énergie électrique à partir des vagues : le Searev. 2 élèves Présenter le système puis reprendre les questions sur l'hydrolienne en les adaptant. Page 4 / 11

5 Génération d une tension continue par un panneau solaire 2 élève : Etude générale : - Comment transforme-t-il l'énergie solaire en énergie électrique? - Quelles est la forme et les caractéristiques de la tension et du courant produits par un panneau solaire? - Quelle est l'influence de la chaleur sur l'énergie électrique produite? - Les panneaux sont ils vraiment un moyen «propre» de générer de l énergie? (Evaluer l'impact environnemental de la fabrication et du recyclage) - Avantages-Inconvénients d un panneau solaire. - Quelle surface de panneaux solaires monocristallin faudrait-il pour produire une puissance équivalente à celle produite par une centrale nucléaire? - Quelle surface de panneaux solaires monocristallin faudrait-il pour produire une puissance équivalente à celle produite par une éolienne? - Pourquoi EDF rachète-t-il si cher l'énergie électrique produite par les particuliers avec les panneaux solaires : Comparer le prix d'un kwh payé par un particulier à EDF et le tarif qu'edf paye au particulier quand il lui rachète l'énergie produite par ses panneaux. - Pourquoi n'utilise-t-on pas directement l'énergie que l'on produit dans sa maison? 1 élève : Panneaux solaires monocristallins 1 élève : Panneaux solaires polycristallins - Comment fabrique-t-on et recycle-t-on ce type de panneau? - Donner son ratio (la valeur de l énergie produite en moyenne/m²). - Quel est le rendement de ce panneau? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d un panneau. - Donner ses limites d utilisation (soleil mini-maxi) et sa limite de taille. - Comment doit être positionné le panneau par rapport au soleil? Quelle est l'influence d'une ombre (branche d'arbre) sur la quantité d'énergie produite. - Quelles sont les régions ou pays propices à l installation de ce type de générateur? - Quel est son coût en par Wc. - Quelle est la durée de vie de ce type de panneau. - Quelle sont les utilisations possibles d'un tel panneau et pourquoi choisit-on ce type de panneau? 1 élève : Utilisation d'un onduleur L'énergie fournie par le panneau est-elle directement utilisable? - Quelle est le type et la valeur de l énergie en entrée et en sortie d un onduleur? - Dans quels cas utilise-t-on ce type de matériel? - Quels sont les différentes technologies d onduleurs présentes sur le marché. Regrouper dans un tableau une étude comparative de ces différentes technologies. - A l aide de chronogrammes, expliquer les différentes phases de transformation depuis l énergie électrique fournie par en entrée jusqu à l énergie fournie en sortie. - Avantages-Inconvénients d un onduleur. Page 5 / 11

6 Génération d une tension continue par un panneau solaire amorphe rigide 1 élève - Donner son ratio (la valeur de l énergie produite en moyenne/m²). - Quel est le rendement de ce panneau? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d un panneau. - Donner ses limites d utilisation (soleil mini-maxi) et sa limite de taille. - Quel est son coût en par Wc. - Quelle est la durée de vie de ce type de panneau. - Quelle sont les utilisations possibles d'un tel panneau et pourquoi choisit-on ce type de panneau? - Citez des systèmes utilisant ce type de panneaux et justifiez le choix pour ce type de panneaux. - Avantages-Inconvénients de cette technologie de panneau solaire. Page 6 / 11

7 Génération d une tension continue par un panneau solaire 3 élèves : Panneaux solaires souples (Flexcell, CIGS, panneaux autocollants (planeurs)...) - Comment fabrique-t-on et recycle-t-on ces types de panneaux? - Les panneaux sont ils vraiment un moyen «propre» de générer de l énergie? - Comment transforme-t-il l'énergie solaire en électrique? - Donner son ratio (la valeur de l énergie produite en moyenne/m²). - Quel est le rendement de ce panneau? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d un panneau. - Donner ses limites d utilisation (soleil mini-maxi) et sa limite de taille. - Comment doit être positionné le panneau par rapport au soleil? Quelle est l'influence d'une ombre (branche d'arbre) sur la quantité d'énergie produite. - Quel est son coût en par Wc. - Quelle est la durée de vie de ce type de panneau. - Quelle sont les utilisations possibles d'un tel panneau et pourquoi choisit-on ce type de panneau? - Quel est l'avenir de ce type de panneau? - Citez des systèmes utilisant ce type de panneaux et justifiez le choix pour ce type de panneaux. - Comparatif entre ces 2 technologies. Page 7 / 11

8 Génération d une tension continue par une alimentation 1 élève : L alimentation continue : - Pourquoi doit-on fabriquer une tension et un courant continu? - Donner la valeur de l énergie produite en moyenne. Préciser le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie - Quels sont les différentes technologies d alimentation présentes sur le marché. Regrouper dans un tableau une étude comparative de ces différentes technologies. - A l aide de chronogrammes, expliquer les différentes phases de transformation depuis l énergie électrique fournie par le secteur jusqu à l énergie nécessaire sur votre système. - Dans quels cas utilise-t-on une alimentation électrique? - Relever et photographier 2 alimentations présentes dans votre domicile, relever les caractéristiques d'entrée et de sortie, expliquez les valeurs relevées (à quoi correspondent elles?). - Avantages-Inconvénients d une alimentation continue. Page 8 / 11

9 Stocker l énergie électrique par une batterie au Pb 2 élèves - Comment est-elle fabriquée? Comment est-elle recyclée? - Comment cela fonctionne? - Quantité d énergie stockée (minimum-maximum) - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d une batterie. - Faire une courbe permettant de donner le temps d'autonomie d'une batterie 5 Ah en fonction du courant absorbé par la charge (de 0 à 20 A). - Quels sont les différentes technologies de batterie au plomb présentes sur le marché, qu est-ce qui a évolué dans leur fabrication? - A quel paramètre technologique est lié le quantité d énergie stockée? - Une batterie doit-elle être totalement chargée pour l utilisation et totalement déchargée pour être rechargée? - Comment calculer le temps qu une batterie met à se charger? - Comment calculer le temps qu une batterie met à se décharger? - Quelle est sa densité d'énergie? - Quel est son courant de décharge maximum? - Pendant combien de cycles peut-elle fonctionner? - Dans quels cas utilise-t-on une batterie? - Quelle est la différence entre une batterie de démarrage et de servitude? - Que signifie batterie "gel"? - Avantages-Inconvénients d une batterie. Page 9 / 11

10 Stocker l énergie électrique par une pile 1 élève : - Comment est-elle fabriquée? Comment est-elle recyclée? - Comment cela fonctionne? - Quelles formes existent et quelle pile choisir en fonction du système créé? - Quantité d énergie stockée (minimum-maximum) en fonction de la forme? - Association série ou parallèle, série et parallèle, quels montages réaliser et pourquoi? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d une pile en fonction de la forme? - Quelle est sa densité d'énergie? - En fonction du type de pile, quel est le courant de décharge maximum à ne pas dépasser? - Faire une courbe permettant de donner le temps d'autonomie d'une pile LR6 (1500 mah ) en fonction du courant absorbé par une voiture radiocommandée (de 0 à 6 A). - Une pile est-elle rechargeable? - Existe-t-il différentes technologies de piles, quels sont leur avenir? - Avantages-Inconvénients d'une pile. Stocker l énergie électrique par un accumulateur NiMh 1 élève : - Comment est-il fabriqué? Comment est-il recyclé? - Comment cela fonctionne? - Quelles formes trouve-t-on? - Quantité d énergie stockée (minimum-maximum) en fonction de la forme? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d un accumulateur en fonction de la forme? - Quelle est sa densité d'énergie? - En fonction du type de pile, quel est le courant de décharge maximum à ne pas dépasser? - Pourquoi un accumulateur tient-il moins longtemps qu'une pile? - Quelle est la différence entre une pile et un accumulateur? - Préciser si l'accumulateur doit être totalement chargée pour l utilisation et totalement déchargée pour être rechargée? - Quelle est le nombre de charge-décharge possibles pour cet accumulateur? - Dans quels cas utilise-t-on ces accumulateurs rechargeables? - Avantages-Inconvénients d'un accumulateur NiMh. Page 10 / 11

11 Stocker l énergie électrique par un accumulateur Lithium/ LiIon 2 élèves - Comment est-il fabriqué? Comment est-il recyclé? - Comment cela fonctionne? - Quelles formes trouve-t-on? - Quantité d énergie stockée (minimum-maximum) en fonction de la forme? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d un accumulateur en fonction de la forme? - Quelle est sa densité d'énergie? - En fonction du type de pile, quel est le courant de décharge maximum à ne pas dépasser? - Préciser si l'accumulateur doit être totalement chargée pour l utilisation et totalement déchargée pour être rechargée? - Quelle est le nombre de charge-décharge possibles pour cet accumulateur? - Dans quels cas utilise-t-on ces accumulateurs rechargeables? - Avantages-Inconvénients d'un accumulateur Lithium et Lithium Ion. - Quels sont les dangers de l'utilisation d'une telle technologie? Stocker l énergie électrique par un accumulateur LiPo 1 élève - Comment est-il fabriqué? Comment est-il recyclé? - Comment cela fonctionne? - Quelles formes trouve-t-on? - Quantité d énergie stockée (minimum-maximum) en fonction de la forme? - Donner le type et la valeur de la tension et du courant fournis en sortie d un accumulateur en fonction de la forme? - Quelle est sa densité d'énergie? - En fonction du type de pile, quel est le courant de décharge maximum à ne pas dépasser? - Pourquoi un accumulateur tient-il moins longtemps qu'une pile? - Quelle est la différence entre une pile et un accumulateur? - Préciser si l'accumulateur doit être totalement chargée pour l utilisation et totalement déchargée pour être rechargée? - Quelle est le nombre de charge-décharge possibles pour cet accumulateur? - Dans quels cas utilise-t-on ces accumulateurs rechargeables? - Avantages-Inconvénients d'un accumulateur LiPo. Page 11 / 11