Srie STL Classe terminale Enseignement de sciences physiques

Série STL - Classe terminale Enseignement de sciences physiques & chimiques en laboratoire Systèmes & Procédés Proposition d'une étude de cas autour de la production autonome d'électricité Présentation du système

Sommaire * Présentation générale du système : - ''Situation Problème'' & Cahier des Charges - Intérêts pédagogiques * Présentation des activités possibles : - Autour du photovoltaïque - Autour de la pile à combustible

D'une situation problème à un projet de recherche et développement Entreprises Laboratoires de recherche EDF Franche-Comté EIf. ER UFC-UTBM L 2 ES Belfort Université de Karlsruhe ''Situation problème'' : L'alimentation en électricité de bâtiments en site isolé (dans le Haut-Doubs) Partenaires Région ADEME Système local → Visites et rencontres

Le cahier des charges Photovoltaïque + Groupe électrogène Essence / Diesel Améliorer un système existant Photovoltaïque + Pile à combustible Méthanol / Ethanol / Propane Gaz d'échappement (SOx, NOx, COx, particules) Faible rejet (Pas de SOx, - 30 % de CO 2 pas de particules) Bruit Silencieux Entretien Couplage AC / DC avec les batteries Diminution de la consommation Pas d'entretien de combustible (jusqu'à 30 %) Couplage direct / batteries du coût de l'installation Moins encombrant

Descriptif du procédé et perspectives pédagogiques Document EDF / Dossier de presse 2005

Approche fonctionnelle Système de production autonome d'électricité Soleil Energie lumineuse Transformer l'énergie Energie électrique Energie chimique Combustible Charge électrique Puissance absorbée Energie perdue : Chaleur Matière * Les différents ''types'' d'énergies et leurs conversions * Lien énergie / puissance * Notion de rendement

Approche fonctionnelle 2 sous-systèmes : - Conversion énergie solaire / électrique - Conversion énergie chimique / électrique ELumineuse Convertir Elumineuse Pélec → Eélectrique Flux lumineux (W) EChimique Convertir Echimique Pélec → Eélectrique Adapter la P puissanc élec e Pélec Stocker Pélec Utilisable L'énergie électriqu Convertir e le signal Adapter 48 V la P = Continu 220 V puissanc élec → 50 Hz e Alternatif

Intérêts pédagogiques généraux Un thème d'actualité et en plein développement Visites de sites possibles : recherches Etudes expérimentales possibles au Lycée Peut servir à initier des sujets de projets. . - Installations - Laboratoires de

Formation du citoyen économiques & Sensibilisation aux enjeux socio- (EEDD) De l'électricité pour quoi faire ? Vers un retour à la production décentralisée ? ''. . . montrer l'évolution historique des solutions adoptées. . . '' ''. . . interroger la pérennité des solutions actuelles. . . '' ''. . . le rôle des sciences physiques & chimiques. . . face aux grands défis de société. . . ''

De l'électricité pour quoi faire ? Les unités de l'énergie 300 TW. h 2500 k. W. h / ménage / an 57 TW. h Activités de recherche documentaire sur les statistiques Enquêtes à réaliser ''au domicile'' Evaluation de consommation. . . Répartition de la consommation d'électricité pour un ménage fonctionnant au tout-électrique Source Ademe

Vers un retour à la production décentralisée d'électricité ? Historiquement : De 50 % en 1889 à 59 % en 1907 Les enjeux * La valorisation des ressources énergétiques locales (éolien, biomasse, solaire, hydraulique, géothermie, déchets et biogaz, …) Source : Ministère de l'industrie * L’efficacité énergétique (cogénération) * La maîtrise de la demande d’énergie Approches ''décentralisées'' aujourd'hui possible : * Progrès technologiques : rendement, gestion * Prises de consciences des contraintes environnementales * Ouverture à la concurrence des marchés de l'énergie * Décentralisation des pouvoirs