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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Identification des espèces chimiques
Ch. 2
Composition des solutions aqueuses
Ch. 3
Dénombrer les entités
Ch. 4
Le noyau de l’atome
Ch. 5
Le cortège électronique
Ch. 6
Stabilité des entités chimiques
Ch. 7
Modélisation des transformations physiques
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Synthèse de molécules naturelles
Ch. 10
Modélisation des transformations nucléaires
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Décrire un mouvement
Ch. 12
Modéliser une action sur un système
Ch. 13
Principe d’inertie
3. Ondes et signaux
Ch. 14
Émission et perception d’un son
Ch. 15
Analyse spectrale des ondes lumineuses
Ch. 16
Propagation des ondes lumineuses
Ch. 17
Signaux et capteurs
Méthode
Fiches méthode
Fiches méthode compétences
Annexes
Chapitre 7
Activité 2 - Activité d'exploration
Les centrales solaires thermiques à concentration
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Problématique de l'activité
L'exploitation de l'énergie d'origine solaire émet très peu de gaz à effet de serre et permet donc de lutter contre le réchauffement climatique. Elle peut être produite dans des centrales solaires thermiques à concentration.
Comment stocker l'énergie d'origine solaire pour assurer la production d'électricité la nuit sans réseau de batterie chimique ?
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Comment des centrales solaires pourraient-elles produire de l'électricité la nuit sans réseau de batterie chimique ?
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Doc. 1 Centrale solaire thermique
La diminution de l'émission des gaz à effet de serre est un enjeu primordial face au réchauffement climatique. Dans ce contexte, la multiplication des centrales solaires peut permettre d'atteindre l'objectif de préservation de notre environnement. Cependant, l'exploitation de l'énergie d'origine solaire est limitée par tous les facteurs environnementaux agissant sur l'exposition des panneaux (cycle jour/nuit, couverture nuageuse, etc.).
Le but est donc de stocker l'énergie reçue au cours de la journée afin de pouvoir alimenter un réseau électrique en début de soirée. Elles diffèrent en cela des centrales photovoltaïques qui utilisent l'énergie lumineuse du soleil pour générer directement de l'électricité grâce à des cellules photosensibles.
Le but est donc de stocker l'énergie reçue au cours de la journée afin de pouvoir alimenter un réseau électrique en début de soirée. Elles diffèrent en cela des centrales photovoltaïques qui utilisent l'énergie lumineuse du soleil pour générer directement de l'électricité grâce à des cellules photosensibles.
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Doc. 2 Principe de stockage de l'énergie, les MCP
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Les matériaux à changement de phase (MCP) ont pour particularité de pouvoir stocker de l'énergie lorsqu'ils changent d'état physique.
La variation d'énergie \Delta E en Joule (J) lors d'un changement d'état physique d'une masse m (en kilogramme) du matériau est :
\Delta E = m \cdot L
avec L l'énergie massique de changement d'état (en J·kg-1) de ce matériau (appelée chaleur latente).
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Découvrez le stockage de l'énergie d'origine solaire dans la centrale de Ouerzazate au Maroc.
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Doc. 3 Diagramme énergétique lors d'une fusion
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Énergie de changement d'état, dans le cas d'une fusion, à la pression atmosphérique :
- L_{\text{fusion}}\text{(KBr)} = 215 \times 10^3 J·kg-1
- L_{\text{fusion}}\text{(NaCl)} = 481 \times 10^3 J·kg-1
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Questions
Compétence(s)
APP : Extraire l'information de différents documents
MOD : Utiliser rigoureusement le modèle de l'énergie
MOD : Utiliser rigoureusement le modèle de l'énergie
1. Doc. 3 D'après le diagramme énergétique, lors d'une fusion, le matériau absorbe-t-il ou libère-t-il de l'énergie ?
2. Expliquer alors le principe de stockage de l'énergie dans une centrale solaire thermique.
2. Expliquer alors le principe de stockage de l'énergie dans une centrale solaire thermique.
3. Quelle quantité d'énergie pourra être stockée par 150 kg de sels de bromure de potassium (\text{KBr}) au cours de sa fusion ?
4. Quelle masse de sels de chlorure de sodium (\text{NaCl}) solide devra-t-on utiliser pour assurer le stockage de la même quantité d'énergie ?
4. Quelle masse de sels de chlorure de sodium (\text{NaCl}) solide devra-t-on utiliser pour assurer le stockage de la même quantité d'énergie ?
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Synthèse de l'activité
En vous inspirant du doc. 3, tracer le diagramme énergétique lors du déstockage d'énergie. Conclure sur les avantages des centrales solaires thermiques par rapport aux centrales solaires photovoltaïques.
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