Les panneaux solaires dans les habitations - TS - Exercice type bac Physique-Chimie - Kartable

Autonomie électrique d'une maison passive

Les panneaux solaires constituent la seule source d'énergie renouvelable utilisable en milieu urbain ou périurbain. Dans le cas d'une maison passive, particulièrement peu énergivore, ils peuvent aller jusqu'à assurer l'autonomie énergétique de l'habitation.

Document 1

Ensoleillement annuel moyen en France

D'après le site www.xpair.com

En France, l'ensoleillement annuel moyen sur une surface orientée au sud, selon une inclinaison égale à la latitude, représente 1390 kWh/m².

Document 2

Données météorologiques à Brest (valeurs moyennes annuelles)

D'après le site www.meteofrance.com

Température minimale	Température maximale	Hauteur de précipitations	Nombre de jours avec précipitations	Durée d'ensoleillement
8,3°C	14,8°C	1210 mm	159 j	1530 h

Document 3

Puissance et énergie

Puissance électrique P, exprimée en W :

P = U \times I où U est la tension électrique (V) et I l'intensité du courant (A).

Le kilowattheure est une unité d'énergie couramment utilisée. On a 1 Wh = 3600 J.

Document 4

Panneaux photovoltaïques

D'après les sites www.wikipedia.com et www.dictionnaire-environnement.com

Un panneau solaire photovoltaïque est un générateur électrique de courant continu constitué d'un ensemble de cellules photovoltaïques à base de silicium.
Pour alimenter le réseau en électricité, il faut y associer un onduleur qui convertit le courant continu en courant alternatif.
Deux grandeurs physiques sont définies pour comparer l'efficacité des panneaux :

La puissance crête, puissance électrique maximale délivrée par le panneau dans ses conditions optimales de fonctionnement
Le rendement, rapport de la puissance crête sur la puissance lumineuse reçue par le panneau.

Document 5

Caractéristiques intensité-tension d'un panneau photovoltaïque d'une surface de 12 m²

D'après le site www.energieplus-lesite.be

Le diagramme suivant permet de repérer, pour des valeurs de la puissance lumineuse reçue par unité de surface variant entre 200 et 1000 W/m², les valeurs I_opt et U_opt de l'intensité et de la tension dans les conditions optimales de fonctionnement du panneau photovoltaïque, correspondant à une puissance électrique délivrée maximale.

Quelle est la puissance de crête d'un panneau photovoltaïque de surface 12 m² et quel est son rendement dans le cas où la puissance lumineuse reçue par unité de surface est de 600 W/m² ?

La puissance de crête du panneau photovoltaïque d'une surface de 12 m² vaut 9{,}9 \times 10^{2} W et son rendement est de 14 %.

La puissance de crête du panneau photovoltaïque d'une surface de 12 m² vaut 4{,}5 \times 10^{2} W et son rendement est de 14 %.

La puissance de crête du panneau photovoltaïque d'une surface de 12 m² vaut 9{,}9 \times 10^{2} W et son rendement est de 7 %.

La puissance de crête du panneau photovoltaïque d'une surface de 12 m² vaut 4{,}5 \times 10^{2} W et son rendement est de 7 %.

Une maison passive dont la surface de toiture est de 100 m² est en construction à Brest. Ses besoins en énergie primaire totale, électroménager inclus, sont évalués à 8400 kWh par an.

L'installation de panneaux photovoltaïques sur le toit permettrait-elle de couvrir les besoins en énergie de cette habitation ?

Oui, car l'énergie électrique produite par les panneaux est d'environ 8600 kWh par an, ce qui est supérieur à la valeur en énergie primaire totale, soit 8400 kWh par an.

Oui, car l'énergie électrique produite par les panneaux est d'environ 12 300 kWh par an, ce qui est supérieur à la valeur en énergie primaire totale, soit 8400 kWh par an.

Non, car l'énergie électrique produite par les panneaux est d'environ 4 800 kWh par an, ce qui est inférieur à la valeur en énergie primaire totale, soit 8400 kWh par an.

Non, car l'énergie électrique produite par les panneaux est d'environ 6 200 kWh par an, ce qui est inférieur à la valeur en énergie primaire totale, soit 8400 kWh par an.