Sujet STI2D — Terminale — Métropole — Bac 2017

La tour Elithis (www.elithis.fr) Située dans le centre-ville de Dijon, la tour Elithis permet d’accueillir, entre autres, des bureaux, un cabinet de radiologie, un restaurant. Elle est caractérisée par une grande surface vitrée en double vitrage et par un « bouclier solaire » sur sa façade sud. Le groupe Elithis est aujourd’hui une des rares sociétés à disposer d’un bâtiment à énergie positive répondant aux normes environnementales et aux performances énergétiques réellement mesurées. Le bâtiment est équipé, entre autres, d’une chaudière à granulés et de capteurs photovoltaïques. Dans une première partie, nous étudierons les panneaux photovoltaïques placés sur le toit, puis dans la deuxième partie, quelques aspects concernant le laboratoire de radiologie (analyses médicales et hygiène des locaux). Dans une troisième partie, nous étudierons le fonctionnement de la chaudière permettant le chauffage de la tour. 17PY2DSPMLR1 Page 2 sur 14 Partie A : Étude des panneaux photovoltaïques de la tour Elithis (5 points) La toiture est recouverte de 342 modules photovoltaïques, composés chacun de 60 cellules, intégrés à la couverture plane du bâtiment, qui assurent une production d’électricité. Celle-ci est entièrement revendue. A.1. Compléter, sur le document réponse DR1, à rendre avec la copie, la chaîne énergétique d’une cellule photovoltaïque. A.2. Les modules photovoltaïques utilisés sont des modules Tenesol de référence TE 2200 (voir documents A1 et A2). Placer sur le graphique du document réponse DR2, à rendre avec la copie, le point où la puissance délivrée par le module est maximale. A.3. Calculer la puissance électrique maximale délivrée par l’ensemble des modules. A.4. Déterminer la surface S de l’ensemble des modules de la toiture. A.5. Montrer que le maximum de la puissance lumineuse totale reçue par la toiture est proche de 500 kW. A.6. En déduire le rendement maximal de ce bouclier solaire. En 2009, à l’issue de sa première année de fonctionnement, le directeur du groupe Elithis annonçait que les cellules solaires utilisées avaient donné entière satisfaction en produisant près de 96 % de l’énergie électrique attendue soit 78 000 kWh. L'irradiation solaire annuelle globale horizontale (IGH) correspond à l'énergie solaire reçue en moyenne par une surface horizontale de 1 m2 au cours d'une année complète. Elle dépend de la latitude et du climat. Le document A3 permet de définir une valeur adaptée pour la ville de Dijon. A.7. Après avoir indiqué la valeur de l’IGH que vous avez choisie, calculer le rendement moyen des cellules pour la