Cours Stage - Puissance et énergie

Exercice - Chaîne énergétique et rendement

L'énoncé


Question 1

Pour ces trois situations, faire le schéma de la chaîne énergétique correspondant :

a) Un moteur électrique, alimenté par une batterie, met en mouvement un treuil.

b) Un panneau solaire qui alimente un alternateur.

c) Une centrale éolienne qui alimente un alternateur.

a) 

b) 1_12_3

c)

 3_2

(Les pertes thermiques de ces situations sont la conséquence des frottements.)

Question 2

Prenons maintenant cette situation : une centrale hydraulique utilise l’énergie cinétique d’une chute d’eau pour faire tourner une turbine. Ensuite, un alternateur utilise l’énergie mécanique fournie par la turbine pour produire de l’énergie électrique. L’énergie électrique est alors acheminée vers les consommateurs.

Schématiser la chaîne énergétique de cette situation.

 

Question 3

Exprimer le rendement de conversion de la centrale hydraulique.

Le rendement de la turbine est de 65 %, celui de l'alternateur de 85 %. Calculer le rendement global de conversion de la centrale hydraulique.

On a $\rho_{Centrale}=\rho_{Alternateur} \times \rho_{Turbine}$.

On obtient : $\rho_{Centrale}=\dfrac{85}{100} \times \dfrac{65}{100} \approx 55$ %.

Question 4

Quel est l'intérêt écologique de cette centrale ?

Même si le rendement n'est pas optimal (seulement 50 % environ), l'énergie que représente le potentiel de pesanteur de l'eau a un intérêt écologique énorme par le fait qu'elle est renouvelable.