Bonjour,
Etuidant en science de l'environnement je suis en ce moment en pleines revisions. JE me suis proccurée les annales de l'an passer concernat la partie technique mais je n'ai malheurusement pas la corrcetion et je dois avouer que je bloque bien .Je seraai ravi d'avoir des élements de reponses ne serait ce que pour lancer l'exercice ...Je bloque assez vite dans les deux...
Merci bien à ceux qui prendront le tps de repondre et bonne journée à tous.
Problème 1 : Calcul du taux de couverture solaire avec un stockage saisonnier et une PAC
Soit une installation solaire avec un stockage saisonnier à une température de 27°C (production solaire en été, utilisation en hiver). La chaleur est utilisée pour un chauffage à distance (CAD, température : 77°C) grâce à une pompe à chaleur (PAC) supposée parfaite. Celle ci est alimentée en électricité par un couplage chaleur-force (CCF) fonctionnant au gaz naturel, que l'on peut assimiler à une machine thermique dont la température chaude est 327°C et la température "froide" est 77°C (pour que la chaleur résiduelle soit à la température d’utilisation du CAD). On suppose toutes les transformations comme parfaites (pas de pertes d'énergie ni de chute de température).
Gaz, T=327°C
CHALEUR UTILE
T= 77 °C
Electricité
CCF PAC
CHALEUR UTILE T = 77°C stockage saisonnier solaire 27°C
CAD
1. Calculez le taux de couverture solaire, défini comme le rapport entre la chaleur provenant du stock saisonnier solaire et la chaleur totale délivrée au CAD.
• calcul des énergies électrique et thermique produites par le CCF avec 1 unité de gaz
• calcul du COP de la PAC
• calcul de la chaleur utile après la PAC
• calcul de la chaleur totale délivrée au CAD
• calcul du rapport énergie solaire / énergie totale délivrée au CAD.
2. Si les différentes pertes et irréversibilités conduisent à une efficacité globale du système de 70% (applicable au taux de couverture solaire), quelle est la couverture solaire réaliste à laquelle il faut s'attendre avec ce type de système?
3. Que faudrait-il faire pour l'augmenter?
Problème 2 : Les turbines à gaz : du panache !
On considère une turbine à gaz à cycle combiné de 400MWé, sans récupération de chaleur (type Chavalon, Vs).
1) Comparer la quantité de vapeur d’eau (en tonnes/heure) produite par la combustion du gaz et celle résultant de la tour de refroidissement.
2) Quelle surface de Léman (km²) faudra-il pour évaporer la même quantité d’eau en été (0.3 kg/h.m² en moyenne) ?
Données :
Production électrique par les turbines
P électrique = 400 MW
Rendement électrique = 55% (du PCI du gaz)
Rendement de combustion = 85% (du PCI du gaz)
Puissance thermique à évacuer = 85% - 55% = 30% (du PCI du gaz)
Gaz
PCI du gaz = 10 kWh/m³
Formule du gaz = 100% méthane CH4
Poids moléculaire CH4 : 16g/mole
Vapeur d’eau = H2O = 18g /mole
1 masse molaire correspond à 22.4l
Tour de refroidissement
100% par évaporation
Chaleur latente d’évaporation de l’eau: 2.4 MJ/kg
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