PARTIE 2 (6 points) - LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Les nouveaux défis énergétiques
 
Document 1 : « Le PlanetSolar »
Le « PlanetSolar » est le plus grand bateau solaire au monde. Ce catamaran fonctionne uniquement grâce à l’énergie du soleil capturée par ses 512 m² de cellules photovoltaïques.
Plusieurs mois de recherches ont permis de déterminer les dimensions et le design idéal de ce navire destiné en premier lieu à parcourir les mers d’Est en Ouest. Les ingénieurs ont dû optimiser la collecte et le stockage de l’énergie mais aussi l’aérodynamique, la propulsion du bateau et le choix des matériaux.

On peut considérer que la puissance moyenne consommée par le bateau correspond à la puissance délivrée par les cellules photovoltaïques, appelée aussi puissance utile.
D’après http://www.planetsolar.org
 
Document 2 : « Le Solar Impulse 2 »
D’une envergure gigantesque équivalente à celle d’un Airbus A340, le prototype présente des caractéristiques de construction et d’aérodynamisme jamais rencontrées jusqu’ici qui le placent dans un domaine de vol encore inexploré : voler sans carburant mais avec le rayonnement solaire comme unique source d’énergie de propulsion. Une surface de 1 m2 de cellules photovoltaïques reçoit du soleil en moyenne sur 24 h une puissance de 250 W.
D’après http://info.solarimpulse.com

D’après http://blog.crdp-versailles.fr/
 
QUESTIONS :
Question 1 :
Recopiez et complétez la chaîne énergétique commune aux deux dispositifs présentés puis indiquez quelle est l’énergie dégradée.

Question 2 :
Calculez l’énergie solaire fournie en 24 h à une surface de 1 m² de cellules photovoltaïques de Solar Impulse 2. Exprimez cette énergie dans deux unités différentes.
Aide aux calculs :


Question 3 :
Si on considère que la puissance solaire fournie est identique pour une même surface de cellules photovoltaïques installées sur l’avion ou le bateau, évaluez le rendement de la chaîne énergétique de « Planet Solar ».
On rappelle que le rendement η peut être défini par :
Aide aux calculs :

Question 4 :
À partir des documents fournis, développez deux arguments scientifiques en faveur de l’idée qu’un tel défi représente une « solution d’avenir en termes environnementaux ».