Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Extrait du programme DUT GTE Energies et Environnement 1 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Comment comparer différentes consommations énergétiques ? Maison 1 Fioul domestique (FOD) Maison 2 Gaz Maison 3 Electricité 2 200 litres/an 22 200 kWh(PCS)/an 20 500 kWh/an Quelle est la maison qui consomme le moins d'énergie pour son chauffage ? 2 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE 1 Eléments d'énergie Quels sont les réservoirs naturels d'énergie ? Energie primaire EP 3 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Energie primaire consommée en 2005 par la FRANCE Energie Finale Consommée EF consommée Filières Énergétiques Energies Auxilaires Quelle est la consommation d'énergie primaire de la FRANCE ? Pertes Industries énergétiques Filières énergétiques (centrale électrique, raffinerie, ...) 4 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Energie finale consommée en 2005 par les Français Energie Finale utile EF utile Filières Énergétiques Energies Auxilaires Quelle est la consommation d'énergie finale des français ? Pertes Equipement énergétique (moteur, chaudière, PAC ...) 5 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Avez-vous compris ? Energie d'un système ? L'énergie est la capacité d'un système à effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement. 6 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Différentes formes d'Energie Avez-vous compris ? 7 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Conservation de l'Energie Avez-vous compris ? "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme." Antoine Lavoisier Energies Auxilaires Il ne peut donc y avoir création ou disparition d'énergie, mais simplement transformation d'une forme d'énergie en une autre ou transfert d'énergie d'un « réservoir » à un autre. Industries énergétiques Filières énergétiques (centrale électrique, raffinerie, ...) Pertes Energies Auxilaires Pertes Equipement énergétique (moteur, chaudière, PAC ...) 8 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Unités Commerciales de l'Energie Finale Unités de l'Energie L'unité officielle d'énergie, de travail et de quantité de chaleur, est : le joule (J) ou le wattheure (Wh) Du fait de l'importance économique et politique du pétrole, une nouvelle unité s'est imposée pour comparer les différentes sources d'énergie : la tonne équivalent pétrole ou encore tep. 9 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Combustion x PCS x PCI Avez-vous compris ? JPCS ou kWhPCS J ou kWh Chaleur combustion mCombustible.PCI Chaleur combustion + Chaleur de condensation des fumées mCombustible.PCS a) 1 W.h enJ ; 1 kW.h en MJ et 1 MW.h en G J. b) Quelle est l'énergie (en J et en kWh) contenue dans un réservoir de 50L de FOD ? c) Quelle est l'énergie (en JEP et en kWhEP) consommée par une maison de 100m2 respectant la RT2012 (maximum de 50kWhEP/m2) ? GN 1 m3 PCIGN = x 1,111 FOD 1L PCIFOD = x 1,066 10 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Energie Primaire / Energie Finale Electricité 2,58 kWhEP Autres 1kWhEP 1kWhEF Avez-vous compris ? 2 200 litres/an Maison 1 FOD 1,98 t/an 1998 m3 22 200 kW.hPCS Maison 2 GN Maison 3 Elec. 20 500 kW.h Ces factures de consommation énergétique sont primaires ou finales ? Convertir en kWhEF puis en kWhEP. Quelle est la maison qui consomme le moins d'énergie pour son chauffage en EP et en EF ? 11 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE La Tonne Equivalent Pétrole - tep 1 tep = GJ = MWh tepprimaire Conversion Énergie Charbon Houille Coke de houille Agglomérés et briquettes de lignite Lignite et produits de récupération Pétrole brut et produits pétroliers Pétrole brut, gazole/fioul domestique, produits à usages non énergétiques GPL Essence moteur et carburéacteur Fioul lourd Coke de pétrole Électricité Production d’origine nucléaire Production d’origine géothermique Autres types de production, échanges avec l’étranger, consommation Bois Gaz naturel et industriel Unité physique en gigajoules (GJ) (PCI) en tep (PCI) 1t 1t 1t 1t 26 28 32 17 0,619 0,667 0,762 0,405 1t 42 1,000 1t 1t 1t 1t 46 44 40 32 1,095 1,048 0,952 0,762 1 MWh 1 MWh 3,6 3,6 0,260606... 0,8600 1 MWh 3,6 0,086 1 stère 1 MWh PCS 6,17 3,24 0,147 0,077 12 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Avez-vous compris ? On néglige les pertes 1 tonne de pétrole brut 42 GJEP = 1 tepEP 0,260606 tepEP 1 tonne de pétrole raffiné 1 MW.hEF d'électricité 13 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Charbon Énergie nucléaire Énergies fossiles Minerai d'uranium Pastilles de combustible nucléaire uranium GN 14 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Éolienne Photovoltaïques Avez-vous compris ? Centrale ECS Solaire Centrale Hydraulique Énergies renouvelables Biomasse et déchets Géothermie Hydraulique Éolienne Photovoltaïques ECS Solaire Marée Biomasse et déchets Géothermie Marée Motrice 15 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Système énergétique Un système énergétique transforme l'énergie d'une forme en une autre et/ou transfert l'énergie d'un « réservoir » à un autre. Energies Auxilaires (négligeables) Energie Consommée Pertes Avez-vous compris ? Installation de chauffage par chaudière bois à granulé Granulé BOIS PCI = 4,5 kWh/kg Système énergétique (moteur, chaudière, PAC ...) Electricité (négligeables) Pertes Maison RT2012 100m2 Installation de chauffage Tcsg = 20°C Energie Utile Energie Consommée Consommation de Chauffage = 1500 kWhEF/an Energie Utile Besoin de chaleur = 1050 kWhEF/an Consommation de bois = 333 kg de granulé bois 16 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Efficacité énergétique et rendement Avez-vous compris ? Conservation de l'énergie Energies Auxilaires (négligeables) Energie consommée Payante Granulé BOIS PCI = 4,5 kWh/kg Système énergétique (moteur, chaudière, PAC ...) Electricité (négligeables) Pertes Pertes Maison RT2012 100m2 Installation de chauffage Tcsg = 20°C Energie Consommée Consommation de Chauffage = 1500 kWhEF/an Consommation de bois = 333 kg de granulé bois Energie Utile Besoin de chaleur = 1050 kWhEF/an Energie consommée gratuite Energie utile Efficacité = Energie utile Energie Consommée Payante Rendement = Energie utile Energie Consommée Totale 17 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Avez-vous compris ? Avez-vous compris ? Rendement 0,18 tepEP Granulé BOIS PCI = 4,5 kWh/kg Electricité (négligeables) Air ambiant 20°C Pertes 350kWhEF/an Pétrole Brut Maison RT2012 100m2 Installation de chauffage FOD Installation de chauffage h = 50 % 2100 kWhEP 2100 kWhEF 1050 kWhEF/an Tcsg = 20°C 0,304 tepEP Energie Consommée Consommation de Chauffage = 1500 kWhEF/an Consommation de bois = 333 kg de granulé bois Energie Utile Besoin de chaleur = 1050 kWhEF/an Air ambiant 20°C Uranium Elec Installation de chauffage h = 90 % 3010 kWhEP 1167kWhEF 1050 kWhEF/an 18 Energie & Environnement – 1er année DUT GTE Puissance d'un système énergétique La puissance est un débit d'énergie : Puissance= Δ Energie Δt Avez-vous compris ? Quelle est la consommation d'énergie (ou la réserve d'énergie nécessaire) pour faire fonctionner : a) une ampoule basse consommation de 11W durant 2h b) un convecteur de 1750W durant 2h30min L'unité de la puissance est le Watt (W). 1 W = 1 J/s c) Est ce que 1 kW.h=3,6 MJ « c'est beaucoup » ? 19
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