Le chauffe eau solaire de Jastre

Document :Le chauffe-eau solaire.

Le chauffe-eau solaire est un dispositif qui permet de remplacer le chauffe-eau électrique.

1. Pourquoi le chauffe-eau solaire permet-il de faire des économies pour les usagers ?

2. Complétez le document en indiquant les deux types d’énergie en jeu dans ce dispositif.

3. La relation mathématique liant l’énergie E solaire captée par les panneaux et transférée au circuit primaire, la puissance P des panneaux et la durée t de leur fonctionnement est : E= Px t . Donnez les unités du système international (SI) de chaque grandeur.

4. D’après les questions 2 et 3, calculez l’énergie E solaire en joule transférée en un jour au circuit primaire dans une habitation à Lille, sachant que la puissance des panneaux solaires de cette habitation est de 19000 W et que le Soleil éclaire en totalité les panneaux en moyenne 5 heures par jour .( on rappelle qu’une heure = 3600 s) Justifiez votre réponse.

5. Calculer cette énergie en kWh.

6. En déduire l’énergie solaire transférée en un an au circuit primaire en kilowattheure. ( on prendra 1 an = 365,25 jours).

7. La famille Leclercq doit changer son chauffe-eau électrique. Elle souhaite équiper sa maison d’un chauffe-eau solaire. L’étude technique menée par une entreprise spécialisée a montréque la consommation annuelle de la famille en eau chaude oblige à capter un minimum d’énergie de 18 000 kWh au niveau des panneaux solaires. La famille Leclercq pourrait-elle s’équiper d’un chauffe-eau solaire ?

8. Avant d’équiper sa maison d’un chauffe-eau solaire, la famille Leclercq veut savoir s’il n’est pas plus économique de remplacer son vieux chauffe-eau électrique actuel par un modèle électrique plus récent dont la consommation d’énergie électrique est de 3 000 kWh par an. Mais l’acquisition et l’installation de ces équipements ont des coûts différents, donnés dans le tableau ci-dessous.

Chauffe-eau électrique récent	Chauffe-eau solaire
Acquisition et installation	800 €	1 200 €

a. Sachant que la distribution d’électricité de 1 kWh est facturée par leur opérateur 0,15€,calculez le coût de l’énergie consommée pendant deux ans.

b. En vous aidant du document sur le coût de l’équipement, la famille Leclercq peut-elle espérer faire des économies au bout de deux ans avec un chauffe-eau solaire par rapport au chauffe-eau électrique récent ? Justifiez votre réponse en détaillant clairement tous vos calculs.

9. Voici la facture d’électricité de la famille Leclercq pour deux mois.

a. Quelle est la consommation totale en énergie électrique pour cette période ?

b. Si l’économie d’énergie par an est de 3600 kWh entre le chauffe-eau solaire et leur chauffe-eau électrique actuel, quelle sera en moyenne l’économie d’énergie électrique sur une période de deux mois que ferait la famille Leclercq ? Justifiez votre réponse.

c. Quelle serait alors la consommation totale d’énergie sur cette facture si cette économie avait été réalisée. Justifiez votre réponse.

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