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En 2018, en Afrique environ 33 % de la population a accès à l’énergie électrique. Dans certains villages, le raccordement au réseau électrique n’est pas envisageable dans un futur proche. La mise en place d’une production autonome est souvent difficile. Il faut trouver des solutions faciles à utiliser et qui
En 2018, en Afrique environ 33 % de la population a accès à l’énergie électrique. Dans certains villages, le raccordement au réseau électrique n’est pas envisageable dans un futur proche. La mise en place d’une production autonome est souvent difficile. Il faut trouver des solutions faciles à utiliser et qui nécessitent peu d’entretien. L'objectif de ce problème est d'étudier des solutions envisageables pour le village d’Ikamby situé à 30 km de la ville la plus proche et difficilement accessible. Ce problème étudie différentes solutions envisageables dans trois domaines : Partie A : Irrigation des cultures (9 points) Partie B : Éclairage autonome (6 points) Partie C : Cuiseur économe (5 points) 19PY2DSPMLR1 Page 2 sur 12 Partie A : Irrigation des cultures (9 points) Objectif : faire correspondre la production d’énergie électrique locale (partie A.2) aux besoins du système d’irrigation du village (partie A.1). A.1) Dimensionnement des besoins A.1.1) On cherche à déterminer la consommation d'eau journalière V (en m3·j-1) nécessaire à l’irrigation. Le document A1 fournit des informations sur les besoins en eau pour l'irrigation. Compléter le tableau qui permet d'estimer les besoins totaux en eau sur le document réponse DR1 à rendre avec la copie. On souhaite pomper l’eau nécessaire grâce à une pompe alimentée en direct par des panneaux solaires. Le réservoir est situé à 25 m au-dessus du cours d'eau. La durée d’ensoleillement journalière est de 8 h, la pompe ne peut fonctionner que pendant cette durée. A.1.2) Déterminer le débit q de la pompe en m3.h-1 puis en L.s-1 permettant d’assurer le stockage de la quantité d'eau nécessaire à l’irrigation pendant une journée. La puissance de pompage est donnée par la relation : (cid:1) = (cid:3) (cid:5)(cid:6) (cid:4) • P : puissance en watt (W) • g : accélération de pesanteur (g = 9,81 m·s-2) • H : hauteur de pompage (m) • q : débit massique (kg·s-1) m A.1.3) Dans la pratique, le débit massique de la pompe est de 3,40 kg·s-1, calculer la puissance P nécessaire au pompage. A.1.4) Calculer la puissance du moteur électrique P de la pompe sachant que le rendement e du dispositif de pompage est de 70 %. A.2) Dimensionnement de l’installation solaire On relie le moteur électrique de la pompe à un panneau photovoltaïque chargé de l’alimenter. Afin de déterminer le nombre de cellules photovoltaïques nécessaires à cette alimentation électrique, des essais en laboratoire sont réalisés. On utilise