Un foyer consomme en moyenne 6{,}0\text{ kWh} d'électricité par jour. Il dispose d'un panneau solaire au rendement de 19 % et couvrant une surface de toit de 1{,}80\text{ m}^2. L'ensoleillement moyen au niveau de ce panneau solaire est de 350\text{ W/m}^2 durant 6{,}0\text{ h} par jour.
Le but de ce problème est de déterminer le pourcentage de la consommation électrique de ce foyer couvert par ce panneau solaire.
Quel schéma représente la conversion d'énergie d'un panneau solaire ?
Un panneau solaire est un dispositif de conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique. Comme dans la plupart des conversions, une partie de l'énergie est dissipée sous forme d'énergie thermique.
Le schéma correspondant est :
Quelle est la puissance radiative moyenne reçue par ce panneau solaire ?
Pour calculer la puissance reçue, on utilise la relation :
P_{\text{reçue}}=E\times S
On réalise l'application numérique :
P_{\text{reçue}}=350\times1{,}80\\P_{\text{reçue}}=630\text{ W}
La puissance radiative moyenne reçue par la panneau solaire est de 630\text{ W}.
Quelle est l'énergie moyenne reçue par jour par ce panneau solaire ?
Pour calculer l'énergie reçue, on utilise la relation :
E_{\text{reçue}}=P_{\text{reçue}} \times \Delta t
On réalise l'application numérique :
E_{\text{reçue}}=630 \times 6{,}0\\E_{\text{reçue}}=3{,}8\times10^3\text{ Wh}
L'énergie moyenne reçue par jour par ce panneau solaire est de 3{,}8\times10^3 \text{ Wh}.
Quelle est l'énergie électrique moyenne produite par jour par ce panneau solaire ?
Pour calculer l'énergie électrique produite, on utilise la relation du rendement :
\eta=\dfrac{E_{\text{utile}}}{E_{\text{reçue}}}
On isole l'énergie utile :
E_{\text{utile}}=\eta\times E_{\text{reçue}}
D'où l'application numérique :
E_{\text{utile}}=0{,}19 \times 3{,}8 \times 10^3\\E_{\text{utile}}=7{,}2\times10^2\text{ Wh}
L'énergie électrique moyenne produite par jour par ce panneau solaire est de 7{,}2\times 10^2\text{ Wh}.
Quel est le pourcentage de la consommation journalière de ce foyer couvert par ce panneau solaire ?
La consommation journalière de ce foyer est de 6{,}0\text{ kWh} par jour.
On convertit cette valeur :
6{,}0\text{ kWh} = 6{,}0 \times 10^3\text{ Wh}
On réalise l'application numérique :
\dfrac{7{,}2 \times 10^2}{6{,}0 \times 10^3}=0{,}12
Soit 12 %.
Le pourcentage de la consommation journalière de ce foyer couvert par ce panneau solaire est de 12 %.