Dans le cadre du projet de classe, on veut réaliser une petite voiture fonctionne avec un moteur électrique, alimenter par une énergie : illimité et non polluante.

Leçon 5

Énergies Renouvelables

?

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

​

• Regarder la vidéo et noter les mots clés.
• Déterminer les types d’énergies en donnant des exemples.

Problématique :

(Fossile)

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

​

• Regarder la vidéo et noter les mots clés.
• Déterminer les types d’énergies en donnant des exemples.

Problématique :

(Fossile)

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

non Renouvelables

Renouvelables

Pétrole , Charbon,

Gaz naturel , Uranium

?

Solaire, Éolienne

Hydraulique, Biomasse

?

?

?

​

Pour chaque caractéristique, identifier le type d’énergie : R ou NR

​

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS

?

R

Renouvelables

Non Renouvelables

NR

?

R

NR

?

R

NR

?

R

NR

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Éolienne

• Électricité
• Pompage de l’eau
• Force mécanique

(mouture de céréales..)

• Électricité
• Chaleur

Panneau Photovoltaïque

Le Soleil

................

Chauffe-eau

Électricité

Pompage de l’eau

Mouture

de céréales

Solaire

?

Le vent

?

?

?

?

?

?

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

• Électricité

Hydraulique

?

?

L’eau

• Électricité
• Chaleur
• Transport

(Biogaz)

Le Vivant

Biomasse

?

?

déchets de bois

Les barrages

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Centrale hydroélectrique

Retour

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Retour

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

​

​

L’énergie éolienne provient de la force du  ............... .

l’énergie cinétique du vent est transformée par l’éolienne en énergie ..................... , pour être ensuite transformée à nouveau en énergie ......................

vent

?

mécanique

?

électrique

?

5

​

Numéroter les pièces de l’éolien

2

?

1

?

3

?

5

?

4

?

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Retour

Retour

1^ère Année secondaire

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

​

Lorsque vous alimentez le moteur, il tourne.

PRINCIPE

b

​

Si on tourne le moteur il produit .............

un courant électrique

?

1^ère Année secondaire

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

​

Lorsque vous alimentez le moteur, il tourne.

PRINCIPE

b

​

Si on tourne le moteur il produit .............

un courant électrique

Cette fonction est réversible

On l’appel dans ce cas un « Alternateur ».

1^ère Année secondaire

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

PRINCIPE

b

Alternateur

Transformer l’énergie

WMécanique

?

WÉlectrique

?

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

TOURNER L’aimant

ARETER L’aimant

Principe de l’alternateur

Un aimant

Une bobine

Une ampoule

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

TOURNER L’aimant

ARETER L’aimant

Principe de l’alternateur

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

TOURNER L’aimant

ARETER L’aimant

Principe de l’alternateur

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

2

?

5

?

3

?

4

?

1

?

a

?

b

?

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

L’alternateur fonctionne de la même manière qu’une dynamo de vélo, La rotation d'un aimant à proximité d'un circuit (bobine, spire, ...) crée au sein de celui-ci un courant électrique alternatif.

L’Alternateur

C

La bobine

(Stator)

L’aimant

(Rotor)

La turbine

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Comment fonctionne une éolienne ?

L’éolienne

Sortir

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Comment fonctionne une éolienne ?

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

L’éolienne

Le vent fait tourner le rotor de l'éolienne.

Le rotor fait tourner l’alternateur qui produit de l'énergie.

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Comment fonctionne une éolienne ?

L’éolienne

Le rotor fait tourner l’alternateur qui produit de l'énergie.

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Comment fonctionne une éolienne ?

L’éolienne

déplace toujours dans la direction du vent.

Anémomètres

Mesure la vitesse du vent

Pale

(le rotor)

Système de contrôle

Contrôle de l’éolienne

Onglet de vent

leçon 1 : Analyse  

1^ère Année secondaire

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

Comment fonctionne une éolienne ?

L’éolienne

L’alternateur

Frein mécanique

Boite de vitesse

frein d'urgence utilisé lors de la réparation de la turbine

Pour augmenter la vitesse

(Multiplicateur de vitesse)

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

L’éolienne

• Courant continu
• Courant alternatif

L’éolienne produit du :

1^ère Année secondaire

?

L’éolienne

On prélève la tension continue « DC » des

batteries, des piles et des cellules solaires

On prélève la tension alternative « AC » des Alternateurs, des transformateurs et du secteur 220 volts.

Il existe ……… natures de courant (ou tension) : �

deux

Courant continu (DC)

Courant alternatif (AC)

Il garde une valeur constante au cours du temps.

Il présente deux alternances : Une positive et une négative au cours du temps.

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

?

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

L’énergie solaire provient de la lumière du soleil, des capteurs solaires produisent de l’électricité ou de l’eau chaude sanitaire. Ils peuvent être aussi utilisés pour le chauffage.

CHAUFFE-EAU SOLAIRE

PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUES

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Un chauffe-eau solaire est un dispositif de captage de l'énergie solaire destiné à fournir partiellement ou totalement de ……………..…………. Sanitaire.

l'eau chaude

?

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Numéroter les pièces du chauffe-eau

2

?

3

?

1

?

Un chauffe-eau solaire est un dispositif de captage de l'énergie solaire destiné à fournir partiellement ou totalement de ……………..…………. Sanitaire.

l'eau chaude

6

?

4

?

5

?

* Énergie utilisée pour compléter la production d'énergie solaire

Silicium type-n

type-p

Électrode (- )

Électrode (+ )

PHOTONS

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Ils sont composés de cellules photovoltaïques. Ces cellules sont constituées des matériaux semi-conducteurs (le silicium) sous l'action des photons émis par le soleil, peuvent libérés leurs électrons ⇒

production d'un courant électrique.

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Numéroter les pièces du Panneau PV

Panneau PV

1

?

3

?

4

?

5

?

2

?

Cellule PV

Transformer l’énergie

W

Solaire

?

?

W

Électrique

• Courant continu
• Courant alternatif

Les panneaux PV produisent du :

?

La puissance électrique P, fournie par un générateur, vaut :

La principale caractéristique technique d'un panneau PV est sa puissance de production d'électricité.

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Avec :

• P en watt ( W)
• U en volt (V)
• I en ampère (A)

Les caractéristiques électriques d’une seule cellule sont généralement insuffisantes pour alimenter les équipements électriques.

U . I

?

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

Branchement en série entraine

une tension plus élevée mais

le courant reste le même .

U = ….

 I = ….

 P = ….

2V 0,1A

2V 0,1A

?

+

-

Dans un montage en série on a le même courant

I = 0,1A

?

0,1 A

Montage en série

?

2V

2V

+

4V

+

-

U = 4V

MAIS les tensions s’additionnent

4 V

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

Branchement en série entraine

une tension plus élevée mais

le courant reste le même .

U = … .

 I = ….

 P = ….

2V 0,1A

2V 0,1A

+

-

I = 0,1A

0,1 A

Montage en série

2V

2V

4V

+

-

U = 4V

MAIS les tensions s’additionnent

4 V

?

On a :

​

P = U . I

P = 4 . 0,1

P = 0,4 W

0,4 W

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

Branchement en série entraine

une tension plus élevée mais

le courant reste le même .

U = … .

 I = ….

 P = ….

2V 0,1A

2V 0,1A

+

-

0,1 A

4 V

0,4 W

​

2V 0,1A

2V 0,1A

?

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

2V 0,1A

2V 0,1A

?

Montage en parallèle

+

-

+

-

U = ….

 I = ….

 P = ….

?

2V

2V

2V

U = 2V

Dans un montage en parallèle on a la même tension

2 V

MAIS les COURANTS s’additionnent

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

2V 0,1A

2V 0,1A

Montage en parallèle

+

-

+

-

U = ….

 I = ….

 P = ….

?

0,1A

0,1A

0,2A

I = 0,2 A

0,2 A

2 V

MAIS les COURANTS s’additionnent

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

2V 0,1A

2V 0,1A

Montage en parallèle

+

-

+

-

U = ….

 I = ….

 P = ….

0,1A

0,1A

0,2A

I = 0,2 A

0,2 A

2 V

?

On a :

​

P = U . I

P = 2 . 0,2

P = 0,4 W

0,4 W

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

​

2V 0,1A

2V 0,1A

+

-

U = ….

 I = ….

 P = ….

0,2 A

2 V

0,4 W

​

Branchement en série entraine

une tension plus élevée mais

le courant reste le même .

U = … .

 I = ….

 P = ….

2V 0,1A

2V 0,1A

+

-

0,1 A

4 V

0,4 W

Branchement en parallèle entraine un courant plus élevé mais la tension reste la même

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Compte tenu de nos conditions climatiques, nous avons choisi d’alimenter notre voiture

avec des panneaux solaires PV.

Mais au marché, on trouve

que les produits suivants :

(voir Doc. a)

​

.....................................................................................................................................................................................................................

On a : P = U . I ; AN :  

P = 5 . 0,4 =  

?

On a :

​

1 A = 1000 mA

0,4 A = 400 mA

2w  

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Compte tenu de nos conditions climatiques, nous avons choisi d’alimenter notre voiture

avec des panneaux solaires PV.

Mais au marché, on trouve

que les produits suivants :

(voir Doc. a)

​

.....................................................................................................................................................................................................................

On a : P = U . I  ⇒ I =

On a : P = U . I ; AN :  

P = 5 . 0,4 =  

2w  

?

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

4

Compléter alors le montage de notre voiture électrique :

(voir Doc. b)

....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

?

Peut-on utiliser ce panneau

pour alimenter notre

moteur? Justifier.

3

Non ; puisque sa tension est faible pour alimenter le moteur (min 9v)

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

5

Compléter alors le montage de notre voiture électrique :

(voir Doc. b)

Peut-on utiliser ce panneau

pour alimenter notre

moteur? Justifier.

4

Non ; puisque sa tension est faible pour alimenter le moteur (min 9v)

?

Pour augmenter la tension, on monte les panneaux en SÉRIES

Montage en série

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Mettre une croix pour identifier le type d’énergie de sortie des systèmes ci-dessous :

​

?

X

?

X

?

X

?

X

?

X

?

X

?

X

?

X

?

X

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

• Deux panneaux PV

• Fil électrique

• Moteur électrique

• Du polystyrène

• Ruban adhésif

• Une hélice

• De la colle

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

?

Energie 

?

W

Non renouvelable

?

W

Renouvelable

?

14

?

9

?

20

?

?

?

?

2

?

13

?

19

?

4

?

10

?

?

12

?

16

?

17

?

7

?

23

?

22

?

21

?

15

?

7

?

11

?

3

?

5

8

1

18

6

leçon 1 : Analyse  

Leçon 5 : Énergies Renouvelables

1^ère Année secondaire

Fin de la Leçon