Application 4 : Pompage solaire - Lycée de L'Elorn de Landerneau

Pompage solaire de Tinkaré
Classe de première STI Développement Durable
APPLICATION :
PUISSANCE ENERGIE
Enjeu de développement humain: Accéder à l'énergie
Accéder à l'eau
Objectif: Reconnaître l'organisation des composants de la chaîne d'énergie d'un système
de pompage solaire.
Établir les liens entre les besoins en énergie et les différents composants d'un
système de pompage solaire.
Présentation de l'étude
L’utilisation de pompes fonctionnant grâce à l’énergie solaire constitue un moyen, en
contrepartie d’un investissement initial supplémentaire, de réduire à long terme le coût
de revient de l’accès à l’eau et, par là, de favoriser l’autonomie locale et le
développement.
Le village de Tinkaré, avec une population de près de 6000 habitants, est l’un des plus
importants de la commune de Diéma, à la limite de la zone sahélienne, à 280 km à l’Est
de Kayes et à 350 km au Nord de Bamako.
De tous temps, le village a assuré son alimentation en eau grâce à des puits de faible
profondeur (environ 15m) qui s’asséchaient progressivement à la période chaude. Les
creusements de ces puits étaient autofinancés par les habitants du village.
Il comprend quatre forages jusque là équipés de pompes électriques actionnées par
deux groupes électrogène diesel de 16 KW, d'un château d’eau, d'une hauteur de 10 m,
d’une capacité de 100 m 3 et un réseau de distribution permettant une consommation
journalière maximale de 260 m 3 avec un débit sur 18 heures de 4 litres/seconde.
Le système d'alimentation avec des panneaux photovoltaïques que nous voulons étudier
doit compenser intégralement l'énergie apportée par les deux groupes électrogène
dielsel, soit une puissance de fonctionnement en entrée des pompes de 32 KW.
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Alimenter
Panneaux photovoltaiques
Régulateur MPPT
Rendement:
17%
régulateur MPPT; Maximum Power Point Tracking
panneaux photovoltaïques en siliciums monocristallins
Travail demandé
préparer
Onduleur
Rendement:
95%
Distribuer
Adapteur Chargeur
Rendement:
98%
Puissance nécessaire
au fonctionnement
des quatres pompes
32 KW
Convertir
Pompes
Rendement:
60%
Stocker
Batteries
Rendement:
80%
Amener
l'eau
au
château
d'eau
Eau dans les
forages
Eau dans le
château d'eau
1. Calculez l'énergie consommée par les pompes, exprimée en W.h, en considérant
que les pompes fonctionnent durant les 18 heures théorique de consommation
d'eau.
2. A partir des rendements des différents composants de la chaîne d'énergie, calculez
l'énergie solaire à capter. Vous exprimerez cette énergie en W.h.
3. Selon vous, quelle est la période de l'année la plus défavorable au fonctionnement
de l'installation. Vous pouvez trouver ce type d'information sur le site
http://ptaff.ca/soleil/.
4. Dans la période d'éclairement la plus défavorable de Tinkaré, les panneaux
photovoltaïques reçoivent une puissance de 1000 W/m². La durée moyenne d'une
journée durant cette période est de 11 heures 30 minutes. Calculez la surface
minimum des panneaux photovoltaïques afin de couvrir l'apport énergétique
nécessaire au fonctionnement de l'installation.
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