Bonjour j'ai besoin d'aide sur cet exercice : Solar impulse 2 est un avion monoplace révolutionnaire en fibre de carbone qui possède une envergure supérieure à
Question
Solar impulse 2 est un avion monoplace révolutionnaire en fibre de carbone qui possède une envergure supérieure à celle d'un boeing 747-800 (72m) pour le poids d'une voiture (2300kg).
Le jour, les 17 000 cellules solaires intégrées dans l'aile d'une surface totale de 269.5m², avec un rendement de 23% fournissent de l'énergie électrique pour recharger les batteries au lithium et alimenter les moteurs .
Ces batteries au lithium polymère d'une densité énergétique poussée à 260Wh/Kg (chaque kilogramme de batterie peut stocker une énergie de 260W.h) ont une masse de 633kg, soit un peu plus du quart de l'ensemble de l'avion. Elles permettent à l'appareil de voler la nuit et d'avoir ainsi une autonomie quasi illimitée.
La puissance totale maximale des 4 moteurs électrique est de 54kW. L'avion peut voler à plus faible vitesse en réduisant la puissance transférée à ces moteurs à le de 11.5kW
1) schématiser la chaîne énergétique permettant la recharge des batteries par les cellules photovoltaïques
2) montrer qu'une énergie de 165kW.h peut être stockée dans l'ensemble des batteries
3) Combien de temps faut il pour recharger entièrement ces batteries avec un ensoleillement d'une puissance de 1kW par mètre carré de surface de cellule ?
4) schématiser la chaîne électrique permettant le fonctionnement des moteurs alimentées par les batteries.
5) Dans l'obscurité, avec des batteries initialement bien chargées, quelle puissance de fonctionnement des moteurs ne faut il pas dépasser pour que l'avion reste en vol pendant une nuit de 12h ? merci d'avance
1 Réponse
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1. Réponse croisierfamily
Réponse :
Explications :
■ 1°) Energie du Soleil sous forme de photons
--> Energie électrique grâce aux cellules riche en Silicium
--> Energie chimique stockée dans les batteries au lithium
--> Energie électrique fournie aux moteurs électriques
--> Energie mécanique des hélices liées aux moteurs .
■ 2°) Energie stockée = 633 kg de batteries x 260 Wh/kg
= 164 500 Wh = 164,5 kWh .
■ 3°) ne pas oublier le rendement de 23 % --> coeff 0,23
temps = 164,5 kWh / (269,5 m² x 1kW/m² x 0,23 )
= 164,5 / 61,985
≈ 2,654 heures ≈ 2 h 39 minutes .
■ 4°) voir fin de la réponse 1°) .
■ 5°) P = 164,5 kWh / 12 heures = 13,7 kW .
c' est pourquoi on réduit la Puissance fournie
aux moteurs à 11,5 kW ( marge de sécurité de 16 % ) .
■ remarque :
nuit maxi = 164,5 / 11,5 ≈ 14,3 heures ≈ 14 h 18 min .