36 APPLICATIONS SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES EXERCICES 8 Solar Impulse 2 En juillet 2016, l'avion solaire Solar Impulse 2 a réussi une prouesse technique en bouclant un tour du monde par étapes en 15 mois sans aucune consommation de carburant. DOC. 1 Caractéristiques techniques de Solar Impulse 2 - Envergure: 73 m -Longueur: 22,40 m - Masse totale: 2300 kg -Surface totale des panneaux photovoltaïques : 270 m² - Éclairement solaire moyen reçu sur les 12h de vol de jour : 500 W-m-2 - Rendement des panneaux photovoltaïques : 23% - Puissance moyenne fournie par les moteurs électriques : 11 kW - Rendement des moteurs électriques : 94% - Énergie maximale pouvant être chargée dans les batteries: 165 kWh 17 248 cellules photovoltaïques Structure en fibres 3,8 m³ Taille du cockpit de carbone 4 moteurs électriques + batteries DOC.2 Utilisation de l'énergie à bord de Solar Impulse 2 sur une journée complète de vol De 6 h 30 jusqu'à 18 h 30, l'avion utilise directement l'énergie solaire pour faire fonctionner les moteurs et charger les batteries. Il monte en altitude. De 18 h 30 à 23 h 00, les moteurs sont éteints et l'avion amorce sa descente en planant jusqu'à 1 500 m d'altitude. Entre 23 h 00 et 6 h 30, l'avion utilise ses batteries pour faire fonctionner les moteurs afin de se maintenir à une altitude 1 500 m. DOC. 3 Diagramme de conversion énergétique à compléter à la question 1. b) Énergie solaire Soleil Énergie électrique 4 moteurs électriques Énergie perdue Le but de cet exercice est de faire le bilan énergétique de Solar Impulse 2 sur une journée complète de vol, lorsque les moteurs sont alimentés. 1. Bilan énergétique durant le vol de jour, de 6 h 30 à 18 h 30: On considère que le vol débute à 6 h 30 et que les batteries sont chargées à 20 % (ou déchargées à 80 %). a) Déterminer l'énergie électrique disponible dans les batteries, et l'énergie à apporter pour les recharger complètement. b) Compléter le diagramme de conversion énergétique du DOCUMENT 3. c) Déterminer les valeurs des énergies mises en jeu. d) Est-ce que l'énergie solaire est suffisante pour faire fonctionner les moteurs électriques et pour recharger complètement les batteries? Énergie perdue 2. Bilan énergétique durant le vol de nuit, de 23 h 00 à 6 h 30: a) Compléter le diagramme de conversion énergétique ci-dessous : Batteries 4 moteurs électriques Énergie perdue b) Calculer les énergies mises en jeu. c) Reste-t-il de l'énergie disponible dans les batteries? Si oui, déterminer sa valeur. 3. Conclure sur l'autonomie de Solar Impulse 2 sur une journée complète de vol.​