Une station de pompage contre une batterie
Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 5 — Conversion et transport de l'énergie électrique
Énoncé
Une STEP dispose d'un volume utile m et d'une hauteur de chute m. Le rendement du turbinage vaut , celui du pompage . 1. Calculer l'énergie électrique restituable, en joules puis en GWh. 2. Calculer le rendement aller-retour. 3. Quelle masse de batteries lithium-ion ( Whkg) faudrait-il pour stocker autant ? 4. Calculer la masse d'eau mise en jeu par kilowattheure restitué. 5. Conclure sur la pertinence du critère « énergie massique » selon l'usage.
Corrigé
1. kg, donc J. Avec le rendement de turbinage : J, soit kWh GWh.
2. : environ de l'énergie est perdue du seul fait d'avoir stocké.
3. kWh à kWhkg donne kg, soit environ un million de tonnes de batteries. Aucune installation de ce type n'existe, ni n'est envisageable.
4. kg d'eau pour kWh, soit environ kg par kWh — près d'une demi-tonne d'eau élevée de mètres pour un seul kilowattheure.
5. L'énergie massique de la STEP est catastrophique, celle de la batterie excellente ; et pourtant c'est la STEP qui stocke les gigawattheures. La masse ne coûte rien quand elle est faite d'eau et de dénivelé déjà présents dans le paysage. Le critère « énergie massique » ne devient décisif que lorsque le stockage doit être transporté : dans un véhicule, dans un téléphone, dans un satellite. Choisir un critère sans préciser l'usage, c'est se condamner à une mauvaise conclusion.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.