Analyse d’une Ferme Solaire

Comprendre l’Analyse d’une Ferme Solaire

La ville de Solarville envisage de construire une ferme solaire pour répondre à ses besoins énergétiques croissants.

La ferme solaire doit être suffisamment grande pour alimenter 5000 ménages, chaque ménage consommant en moyenne 4000 kWh par an.

Objectif de l’Exercice

Déterminer la taille nécessaire de la ferme solaire et analyser son efficacité.

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Données

1. Consommation Énergétique Annuelle par Ménage: 4000 kWh
2. Nombre de Ménages à Alimenter: 5000
3. Rendement Moyen d’un Panneau Solaire: 250 W
4. Heures d’Ensoleillement Moyennes par Jour: 5 heures
5. Jours de Fonctionnement par An: 365 jours
6. Efficacité du Système de Transmission et Conversion: 85%

Questions

1. Calcul de la Demande Énergétique Annuelle Totale
   • Calculer la demande énergétique totale pour les 5000 ménages par an.
2. Détermination de la Production Énergétique Annuelle Nécessaire
   • En tenant compte de l’efficacité du système, déterminer la production énergétique totale nécessaire par an pour la ferme solaire.
3. Calcul du Nombre de Panneaux Solaires Nécessaires
   • Sur la base du rendement moyen d’un panneau solaire et des heures d’ensoleillement moyennes par jour, calculer le nombre total de panneaux solaires nécessaires.
4. Estimation de la Surface Requise pour la Ferme Solaire
   • Si chaque panneau solaire mesure 1.6 mètres de largeur et 1 mètre de hauteur, estimer la surface totale requise pour la ferme solaire.
5. Analyse de l’Impact Environnemental
   • Discuter brièvement de l’impact environnemental potentiel de la construction d’une telle ferme solaire et des avantages par rapport aux sources d’énergie non renouvelables.

Correction : Analyse d’une Ferme Solaire

1. Demande Énergétique Annuelle Totale

Formule:

= Consommation annuelle par ménage × Nombre de ménages

Calcul:

\[ = 4000 \, \text{kWh/ménage} \times 5000 \, \text{ménages} \] \[ = 20,000,000 \, \text{kWh/an} \]

2. Production Énergétique Annuelle Nécessaire

Formule:

= Demande énergétique totale \(\div\) Efficacité du système

Calcul:

\[ = \frac{20,000,000 \, \text{kWh}}{0.85} \] \[ = 23,529,411.76 \, \text{kWh/an} \]

3. Nombre de Panneaux Solaires Nécessaires

Formule:

= (Production énergétique annuelle nécessaire) / (Rendement du panneau × Heures d’ensoleillement par jour × Jours de fonctionnement par an)

Calcul:

\[ = \frac{23,529,411.76 \, \text{kWh/an}}{250 \, \text{W} \times 5 \, \text{h/jr} \times 365 \, \text{jr/an}} \] \[ = \frac{23,529,411,760 \, \text{Wh/an}}{456,250 \, \text{Wh}} \] \[ \approx 51,600 \, \text{panneaux} \]

4. Surface Requise pour la Ferme Solaire

Formule:

= Nombre de panneaux × Surface d’un panneau

Calcul:

\[ = 51,600 \, \text{panneaux} \times 1.6 \, \text{m}^2/\text{panneau} \] \[ = 82,560 \, \text{m}^2 \]

5. Analyse de l’Impact Environnemental

• La construction de la ferme solaire réduira la dépendance aux combustibles fossiles, diminuant ainsi les émissions de gaz à effet de serre.
• L’utilisation de l’énergie solaire est durable et renouvelable, ayant un impact moindre sur l’environnement par rapport aux énergies non renouvelables.
• Cependant, la construction d’une telle ferme nécessite un grand espace et peut avoir un impact sur les habitats locaux. Il est important de mener des évaluations d’impact environnemental avant la construction.
• Les panneaux solaires ont une durée de vie limitée et leur recyclage en fin de vie doit être considéré pour minimiser l’impact environnemental.

Analyse d’une Ferme Solaire

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