Objectif :
Étudier la solution de stockage retenue pour le power up
TD n°2 : Étude de la solution de stockage de l'énergie
Activité n°2.1
Activité n°2.2
En vous aidant du document ressource D.Ress n°6, donnez les avantages et les inconvénients du stockage par super condensateur.
Activité n°2.3
Vous allez faire la simulation de la charge et de la décharge d'un super condensateur. Pour ce faire nous allons réaliser une simulation électronique grâce au site TINKERCAD.
Commencez par allez sur le site, et inscrivez vous grâce à une adresse mail, c'est gratuit et rapide....
Une fois inscrit, connectez-vous cliquez en haut à droite sur CREER et sélectionnez CIRCUIT :
Vous arrivez dans l'interface de création et de simulation :
Cliquez sur COMPOSANT en haut à droite et choisissez TOUT :
Vous pouvez maintenant créer votre circuit électrique. Pour ce faire il suffit de sélectionner un composant dans le menu de droite et de le glisser dans la fenêtre centrale.
Commencez par créer le circuit suivant :
Pour avoir le couplage de pile, insérez une pile, et dans le menu qui apparait sélectionner 2 piles.
Les deux piles sont branchées en série. En vous aidant du document ressource D.Ress n°6, calculez la tension d'alimentation du circuit.
Cliquez sur le condensateur et dans le menu qui s'ouvre, et donnez lui la valeur de 5 F.
Lancez la simulation, vous verrez qu'un chronomètre apparait en haut, nous nous en servirons bientôt
Lancez la simulation et regardez la tension aux bornes du super condensateur, que constatez vous au niveau de la vitesse de charge?
Relancez la simulation et complétez le tableau sur le document réponse DR1. Vous pouvez relancer plusieurs fois la simulation si vous n'avez pas le temps de noter les valeurs.
Sur le document DR1, à partir du tableau de valeur , tracez la courbe de la tension aux bornes du supercondensateur notée Uc(t) en fonction du temps. Que constatez vous pour cette courbe. Grâce à cette courbe concluez quand à un avantage d'utiliser un super condensateur.
La courbe ci-dessous donne la charge/décharge d'un supercondensateur, expliquez quel problème pose l'utilisation de cette solution de stockage :
En vous aidant de la ressource ci-dessous, calculez l'énergie totale stockée dans le supercondensateur en Joule et en W.h
Pesez le supercondensateur à l'aide de la balance à disposition, et calculez l'énergie massique. A l'aide du document ressource D.Ress n°6, vérifiez que cette valeur est cohérente avec celle du tableau.
Faites valider votre travail par le professeur avant de poursuivre
Pour aller plus loin
On souhaite maintenant dimensionner et choisir une batterie lithium qui pourrait se substituer à notre super condensateur
Activité n°2.4
La courbe de décharge d'une batterie lithium est donnée ci-contre :
En vous appuyant sur cette courbe et le travail réalisé précédemment sur le supercondensateur, expliquez l'avantage de prendre une batterie lithium vis à vis d'un super condensateur.
Activité n°2.5
On donne deux exigences issus du CDCF du Power Plane :
Un choix de batterie a été fait :
Accus LiPo 3,7 Vcc à sortie JST SYP 2,54 mm
Lien vers la page du revendeur : lien
Vous devez choisir la référence exacte de la batterie à choisir parmi les 7 proposées. Pour vous aider on vous rappelle le tableau suivant :
Vous veillerez à détailler vos calculs et justifier vos argumentations.
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