Autonomie d’un système alimenté par batterie

Autonomie d’un système alimenté par batterie

Comprendre l’Autonomie d’un système alimenté par batterie

Vous êtes chargé de concevoir un système d’éclairage de secours pour un petit bâtiment qui doit fonctionner de manière autonome pendant une panne de courant.

Le système sera alimenté par une batterie et doit être capable de fournir un éclairage suffisant pendant au moins 12 heures sans recharge.

Données:

  • Le système d’éclairage utilise 10 lampes LED, chacune consommant 8 Watts.
  • La tension nominale du système est de 12 V.
  • L’efficacité du convertisseur DC/DC utilisé pour alimenter les LED à partir de la batterie est de 85%.
  • Vous disposez de batteries au plomb-acide avec une capacité nominale exprimée en Ah (ampère-heure).

Objectif: Déterminer la capacité minimale requise de la batterie (en Ah) pour assurer le fonctionnement du système d’éclairage pendant au moins 12 heures.

Questions :

1. Calculer la puissance totale consommée par les lampes LED en Watts.

2. Prendre en compte l’efficacité du convertisseur pour ajuster la puissance totale nécessaire à la sortie de la batterie.

3. Convertir cette puissance en courant nécessaire (en A) à la tension nominale du système.

4. Calculer la capacité totale requise de la batterie en Ah, en considérant le temps de fonctionnement souhaité.

5. Prendre en compte une marge de sécurité de 20% sur la capacité calculée pour pallier les imprévus et la dégradation de la batterie sur le long terme.

Correction : Autonomie d’un système alimenté par batterie

1. Calcul de la puissance totale consommée par les lampes LED

La puissance totale consommée par les lampes LED est calculée comme suit :

  • Puissance totale des LEDs

= Nombre de lampes × Puissance par lampe

\[ = 10 \times 8\, \text{W} = 80\, \text{W} \]

2. Ajustement de la puissance totale en prenant en compte l’efficacité du convertisseur

La puissance nécessaire à la sortie de la batterie, en prenant en compte l’efficacité du convertisseur, est :

  • Puissance nécessaire sortie batterie

\[ = \frac{\text{Puissance totale des LEDs}}{\text{Efficacité du convertisseur}} \] \[ = \frac{80}{0.85} \approx 94.12\, \text{W} \]

3. Conversion de la puissance nécessaire en courant nécessaire

Le courant nécessaire à la tension nominale du système est :

  • Courant nécessaire

\[ = \frac{\text{Puissance nécessaire sortie batterie}}{\text{Tension système}} \] \[ = \frac{94.12}{12} \approx 7.84\, \text{A} \]

4. Calcul de la capacité totale requise de la batterie en Ah

La capacité totale requise de la batterie, sans la marge de sécurité, pour un fonctionnement de 12 heures est :

  • Capacité batterie sans marge

= Courant nécessaire × Temps de fonctionnement souhaité

\[ = 7.84 \times 12 \approx 94.12\, \text{Ah} \]

5. Ajout d’une marge de sécurité de 20%

La capacité de la batterie avec une marge de sécurité de 20% est :

  • Capacité batterie avec marge

\[ = \text{Capacité batterie sans marge} \times \left(1 + \frac{20}{100}\right) \] \[ = 94.12 \times 1.2 \approx 112.94\, \text{Ah} \]

Résultat final :

La capacité minimale requise de la batterie pour assurer le fonctionnement du système d’éclairage pendant au moins 12 heures, avec une marge de sécurité, est d’environ 112.94 Ah.

Autonomie d’un système alimenté par batterie

D’autres exercices d’électrotechnique:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul de la Vitesse de Rotation de l’Alternateur

Calcul de la Vitesse de Rotation de l'Alternateur Comprendre le Calcul de la Vitesse de Rotation de l'Alternateur Dans une centrale électrique, un alternateur est utilisé pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. La vitesse de rotation de l'alternateur...

Calcul du rendement d’un alternateur

Calcul du rendement d'un alternateur Comprendre le Calcul du rendement d'un alternateur Un ingénieur en électrotechnique travaille sur la conception d'un alternateur pour une petite centrale hydroélectrique. L'alternateur doit être capable de convertir l'énergie...

Calcul de la Résistance Équivalente Totale

Calcul de la Résistance Équivalente Totale Comprendre le Calcul de la Résistance Équivalente Totale Dans un projet de conception d'un circuit pour un petit dispositif de surveillance, un ingénieur électrique doit déterminer la résistance équivalente totale d'un...

Comportement Temporel du Courant

Comportement Temporel du Courant Comprendre le Comportement Temporel du Courant Dans un circuit électrique industriel, un moteur triphasé est alimenté par une source de courant alternatif (AC). La source génère une tension triphasée équilibrée avec une fréquence de 50...

Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

Mesure de la Valeur Efficace d'un Courant Comprendre la Mesure de la Valeur Efficace d'un Courant Dans un laboratoire d'électrotechnique, des étudiants effectuent des mesures sur un circuit alimenté par une source de courant alternatif. Ils utilisent un oscilloscope...

Calcul de la Puissance Active P

Calcul de la Puissance Active P Comprendre le Calcul de la Puissance Active P Dans une usine, une nouvelle machine industrielle est installée pour augmenter la production. Cette machine fonctionne sous une alimentation triphasée et on souhaite déterminer son...

Puissance dans un Système Triphasé

Puissance dans un Système Triphasé Comprendre la Puissance dans un Système Triphasé Dans une usine de production, une machine électrique triphasée est utilisée pour le fonctionnement d'une presse hydraulique. Le système est alimenté par une tension triphasée standard...

Analyse de Réactance pour la Maintenance

Analyse de Réactance pour la Maintenance Comprendre l'Analyse de Réactance pour la Maintenance Dans un atelier industriel, une machine automatisée est alimentée par un circuit parallèle contenant une bobine et un condensateur. Pour assurer une consommation électrique...

Étude de la Tension Efficace et Instantanée

Étude de la Tension Efficace et Instantanée Comprendre l'Étude de la Tension Efficace et Instantanée Dans une installation industrielle, un technicien est chargé de vérifier le bon fonctionnement d'un circuit alimenté par une source de tension sinusoïdale. La tension...

Intégration de Résistances en Série et Parallèle

Intégration de Résistances en Série et Parallèle Comprendre l'Intégration de Résistances en Série et Parallèle Un technicien est chargé de concevoir un circuit simple pour tester des composants électroniques dans un laboratoire. Le circuit inclut une source de...