Cas 1 : l’éolienne Le rendement entre l’énergie produite et l’énergie consommée est de l’ordre de η = 20 % La plupart des éoliennes aujourd'hui installées ont une puissance allant de 1 à 3 MW et sont rassemblées en fermes d'éoliennes avec une puissance allant de 6 à 210 MW. Les éoliennes domestiques d'une hauteur maximale de 12 mètres, permettent de délivrer une puissance de 100 watts à 20 kW. → Calculer la puissance reçue par l’éolienne domestique de forte puissance. → En déduire l’énergie reçue pour une durée de 1 h de fonctionnement puis l’énergie perdue en J. Énergie reçue = P x Δt soit Énergie reçue = 100 x 1 = 100 kW.h = 100 x 10^^3 Wh = 10 x 10^^5 Wh = 10^^5 x 3600 J = 3,5 x 10^^8 J Rappeler sous quelle forme d’énergie se trouve l’énergie perdue: L’énergie perdue est sous forme d’énergie thermique. Calculer: Énergie reçue = Éproduite +E perdue d’où Énergie perdue = Éreçue – Éproduite soit Éthermique = E cinetique - Eelectrique = 100 kW.h - 20 kW x 1 h = 80 kW.h =80 x 10^^3 x 3600 J =2,9 x 10^^8 J Conclure: Cette perte d’énergie est considérable face à l’énergie produite. Je pouvais m’attendre à ce résultat car le rendement n’est particulièrement pas élevé Cas 2 : la centrale hydroélectrique Le rendement entre l’énergie produite et l’énergie consommée est de l’ordre de η = 70% à 80%. L’énergie consommée s’élève à 1,25 MW.h. → En déduire l’énergie produite puis l’énergie perdue. PRODUIT: remdement =Eproduit/Ereçu =Eelectrique/Emecanique Donc Eelectrique (Eproduit) =rendement x Emecanique = 0,80 x 1,25 MW.h = 1,0 MW.h L’énergie perdue est sous forme d’énergie thermique (frottements) RECU: Éreçue = Éproduite + Eperdue Emeca= E elect + Ethermique d’où Éperdue = Éreçue – Éproduite Etherm = Emeca - E electrique soit Étherm = 1,25 MW.h – 1,0 MW.h = 0,25 MW.h Cette perte d’énergie semble assez faible face à l’énergie produite. Je pouvais m’attendre à ce résultat car le rendement est plutôt élevé. Note : Le watt-heure est l’unité utilisée sur la facture d’électricité que nous, consommateurs, payons ; info→ 1 kW.h vaut environ 0,1597 €. A titre indicatif, le volume consommé peut varier de 1 475 kWh d'électricité par an pour un foyer de 2 personnes à 4 250 kWh pour un foyer de 6 personnes. → Calculer le montant annuel de la facture d’électricité pour ces deux foyers. Un foyer de 2 personnes payent environ par an : 1475 x 0,1597 € = 235, 55 € un foyer de 6 personnes payent environ par an : 4250 x 0,1597 = 678,73 € Cas 3 : la centrale thermique nucléaire η = 30 % environ. Pour une centrale de 2 réacteurs de 1,3 GW électrique chacun, ceci correspond à une perte thermique de l’ordre de 6 GW et une puissance atomique de 8,6 GW. → Vérifier que le rendement de cette centrale est proche de 30 %. rendement =Pelectrique/Pnuclaire =2 x 1,3/8,6 =0,3=30% Conclure: On retrouve bien un rendement de 30 % environ. Les pertes par énergie thermique sont considérables là-encore : il faut vraiment réfléchir à une conversion d’énergie thermique en une autre énergie utile.