Une station de transfert d'énergie par pompage est un dispositif de stockage d'énergie mécanique fonctionnant en circuit fermé. Son principe marche sur une double retenue d'eau : l'eau du bassin supérieur situé en amont est turbinée aux heures de très forte consommation pour produire de l'électricité puis recueillie dans une retenue en aval. En pompant l'eau de ce bassin inférieur vers le bassin supérieur lorsque la demande électrique est faible, elle permet de stocker de l'énergie mécanique.
La puissance de la centrale dépend de la hauteur de la chute d'eau entre les deux bassins et de son débit. On étudie ici un dispositif ayant une hauteur de chute d'eau h=30\text{ m} et un débit d = 850\text{ m}^3\text{/s}.
Quelle affirmation décrit correctement la phase de pompage d'un tel dispositif ?
Lors de la phase de pompage, l'eau située dans le bassin inférieur est pompée vers le bassin supérieur. Cela permet de remonter l'eau est ainsi de remplir le réservoir d'énergie mécanique.
Lors de la phase de pompage, l'eau est remontée du bassin inférieur vers le bassin supérieur.
Quel schéma représente la chaîne énergétique lors de la phase de pompage du barrage ?
Lors de la phase de pompage, l'eau située dans le bassin inférieur est pompée vers le bassin supérieur. Le réseau électrique va donc fournir de l'électricité à la turbine qui va la convertir en énergie mécanique permettant de remonter l'eau dans le bassin supérieur. Comme dans la plupart des conversions, une partie de l'énergie est dissipée sous forme d'énergie thermique.
Le schéma correspondant est :
Quelle affirmation décrit correctement la phase de turbinage d'un tel dispositif ?
Lors de la phase de turbinage, l'eau située dans le bassin supérieur chute vers le bassin inférieur. L'énergie mécanique liée à la chute de l'eau va mettre en mouvement le couple turbine/alternateur et ainsi produire de l'électricité.
Lors de la phase de turbinage, l'eau chute du bassin supérieur vers le bassin inférieur.
Quel schéma représente la chaîne énergétique lors de la phase de turbinage du barrage ?
Lors de la phase de turbinage, l'eau située dans le bassin supérieur est turbinée vers le bassin inférieur. La chute de l'eau va fournir de l'énergie mécanique à la turbine qui va la convertir via un alternateur en énergie électrique qui sera injectée sur le réseau. Comme dans la plupart des conversions, une partie de l'énergie est dissipée sous forme d'énergie thermique.
Le schéma correspondant est :
Quelle est la puissance fournie par l'eau de ce dispositif lors du turbinage ?
Données :
- La puissance fournie par l'eau (P_f en \text{W}) est donnée par la relation : P_{f{\text{(W)}}}=h_\text{(m)}\times d_{\text{(m}^3\text{/s)}} \times \rho_{\text{(kg/m}^3\text{)}} \times g_{\text{(m/s}^2\text{)}}.
- La masse volumique de l'eau est \rho=1{,}0\times 10^3 \text{ kg/m}^3.
- L'intensité du champ de pesanteur est g=9{,}8\text{ m/s}^2.
On utilise la relation fournie dans l'énoncé :
P_{f{\text{(W)}}}=h_\text{(m)}\times d_{\text{(m}^3\text{/s)}} \times \rho_{\text{(kg/m}^3\text{)}} \times g_{\text{(m/s}^2\text{)}}
On effectue l'application numérique :
P_f=30\times850\times1{,}0\times10^3\times9{,}8\\P_f=2{,}5\times10^8\text{ W}
La puissance fournie par l'eau est de 2{,}5\times 10^{8} \text{ W}.