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La famille Kiaji,qui habite dans le Nord de la France,est dépitée par sa facture d’électricité. Elle décide d’installer des panneaux solaires sur le toit  de sa maison.

panneaux_solaires_jour.PNG
 

Objectif : Trouvez la surface du toit que doit couvrir les panneaux solaire  pour assurer la consommation quotidienne de la famille Kiaji.

Travail à effectuer

Conseil : Répartissez les pièces entre chaque personne du groupe…

Préparez votre démarche au brouillon (sous forme d’une carte mentale par exemple) à l’aide des documents fournis.

Faites une  introduction qui rappellera la situation de départ et votre objectif.

Présentez votre démarche à l’écrit tout en  rédigeant vos calculs au fur et à mesure.

Pour tous calculs, vous devez :

  1. L’intituler
  2. donner l’expression littérale
  3. faire le calcul avec les grandeurs dans les bonnes unités.
  4. donner le résultat avec son unité.

Vous conclurez en répondant à la problématique de façon argumentée et en ouvrant le sujet (par exemple sur les économies possibles à faire ou le coût d’une telle entreprise)

Document 1 : Consommation  moyenne de la famille Kiaji
consommation_kiaji.PNG

Document 2 : Caractéristique d’un panneau solaire de 1m2

Dans le Nord de la France un panneau solaire fournit environ 10 800kJ (ou 3kW.h) par m2

Dans le Sud de la France (où l'ensoleillement est meilleur), il fournit 18 000kJ (ou 5kW.h) par m2

Le coût d'un panneau solaire varie entre 350 et 450 € le m2

Au coût d'un panneau solaire doivent s'ajouter :

  • Le raccordement au réseau 1000 euros.
  • Les frais de gestion du compteur ERDF de 62 €/ans
  • L'achat d'un onduleur1 tous les 10 ans de 200 € .

1Un onduleur est un dispositif permettant d'adapter la tension produite par un panneau solaire à la tension domestique.

Source: http://energies-renouvelables.consoneo.com/guide/maison-ecologique/production-solaire-des-panneaux-photovoltaieques/728/

Document  3 : Prix du kWh facturé par EDF

prix_erdf.PNG
 

Document 4 : La production d’électricité des panneaux solaires 

Les panneaux solaires fonctionnent avec le rayonnement solaire direct, mais aussi avec ce qu'on appelle le rayonnement diffus qui provient des nuages. S'il n'y a pas ou peu de rayonnement direct, le panneau photovoltaïque produira moins mais produira quand même. En revanche, la nuit, il ne fonctionnera pas. A chaque instant, ERDF fournira à la maison l’énergie manquante. Et, inversement, l’énergie non utilisée produite par la maison est vendue au réseau ERDF pour être consommée ailleurs. Si la maison produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, on parle « de bâtiment à énergie positive ». Les membres du foyer gagnent de l’argent

panneaux_solaires_nuit.PNG

 

Document 5 : Calcul de l'énergie utilisée

Un appareil électrique consomme une énergie électrique, notée E, lorsqu'il fonctionne pendant une durée , notée,t.

Cette énergie dépend de la puissance de l'appareil.

E=P.t

(P est en Watt ; t en secondes l’énergie ; E en  Joules

L'énergie s'exprime en joules, la durée s'exprime en secondes et la puissance en W. Si durée s'exprime en heure et la puissance en kW alors l'énergie s'exprime en kW.h