PARTIE 2 (6 points) -  DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Vers l’automne énergétique
À l’automne 2020, la Guyane devrait accueillir la plus grosse centrale du monde de production et stockage d’électricité renouvelable. Son parc de panneaux photovoltaïques sera couplé à une capacité de stockage de 120 MWh à base de dihydrogène, plus un stockage d’appoint par batterie Lithium-ion de 20 MWh.

Le dihydrogène permet de stocker l’énergie sur de longues durées. Cette centrale électrique pourra alimenter, à prix modéré, l’équivalent de 10 000 foyers en énergie soit environ 54 000 MWh en une année.

d’après http://les-smartgrids.fr/guyane-stockage-hydrogene-photovoltaique/ (consulté le 10 août 2018)


Document 1 : utilisation du dihydrogène pour stocker l’énergie

Cette centrale peut fonctionner de différentes manières. Le parc photovoltaïque peut alimenter directement le réseau électrique (fonctionnement 1). Il peut aussi fournir l’électricité pour hydrolyser de l’eau au sein de l’électrolyseur, produisant du dihydrogène, stocké sous forme de gaz comprimé dans de grands conteneurs de 12 mètres de long (fonctionnement 2).
L’opération inverse produit de l’électricité par l’intermédiaire d’une pile à combustible (PAC) qui alimente le réseau électrique (fonctionnement 3).
Le procédé offre ainsi un courant continu, produit à partir du soleil et de l’eau, et rejetant uniquement du dioxygène et de la vapeur d’eau.

Source : http://outremers360.com/planete/energies-renouvelables-apres-une-experimentation-en-martinique-hydrogene-de-france-installe-en-guyane-la-plus-grande-centrale-electrique-au-monde/consulté le 5 août 2018

Document 2 : caractéristiques de quelques batteries usuelles couramment utilisées

d’après http://www.masolise.com/comparatif-technologie-batterie (consulté le 25 juillet 2018).

Question 1 :
Citer deux avantages à cette installation de production et de stockage d’énergie.

Question 2 :
Le document 1 fait apparaître trois modes de fonctionnement, numérotés 1, 2 et 3, dans la centrale électrique de l’ouest guyanais.
Sur votre copie, indiquer pour chaque situation ci-dessous le ou les mode(s) de fonctionnement correspondant(s).

Situation A : alimentation en énergie électrique des foyers la nuit.
Situation B : de jour, la demande d’énergie des foyers est inférieure à la production d’électricité par les panneaux photovoltaïques.

Question 3 :
Sans recopier la chaîne énergétique de la pile à combustible (PAC) ci-dessous, indiquer sur votre copie la forme d’énergie à associer à chaque cadre nommé E1, E2 et E3.



Question 4 :
Citer deux arguments qui permettent de justifier le choix des batteries d’appoint Lithium-ion dans cette installation face aux batteries au plomb (Pb).

Question 5 :
Justifier par un calcul que la puissance moyenne de cette centrale doit être de 6 MW pour couvrir les besoins énergétiques estimés à 54 000 MWh sur une année.
Donnée : On prendra 1 an = 9 000 heures.