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HFPEL > Photovoltaïque > Flashcards

Photovoltaïque Flashcards

1
Q

Combien de temps mets la lumière pour parvenir du soleil ?

A

8min et 19 sec

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Q

Citez les parts énergétiques de la composition fréquentielle de la lumière et ses noms ?

A
  • Visible = 45%
  • Infrarouge = 45%
  • Ultraviolet = 10%
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3
Q

Citez un gaz qui dans l’atmosphère absorbe l’énergie du soleil (en gros celui qui absorbe le plus ) ?

A
  • O3 : Ozone
  • O2 : Oxygène
  • H2O : Eau (sous forme de vapeur) !!!!
  • CO2 : Gaz carbonique !!!
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4
Q

Expliquez brièvement l’effet de serre ?

A

1) 50% de l’énergie solaire arrive au sol et se transforme en infrarouges.
2) L’énergie du rayonnement tellurique infrarouge ne peut plus passer à travers l’atmosphère (95% piégé) et augmentent la température sous l’atmosphère.
3) Les gaz à effet de serre augmente l’opacité de la couche atmosphérique qui est imperméable à la sortie des rayonnements IR telluriques.

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5
Q

!!! Quelles est l’irradiation hors atmosphère perpendiculaire à la terre par m2 (puissance par mètre carrés) ?

A

1367 W/m2 (surface perpendiculaire à l’axe terre-soleil).

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6
Q

!!! Quelle est la puissance solaire que l’on peut attendre au sol ?

A

Environ 1000 W/m2

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7
Q

!!! Que veut dire STC et comment est-il défini ?

A

(standard test conditions)
* 1000 W/m2
* 25°C
* AM 1.5 (Air mass : coefficient de longueur pour traverser l’atmosphère)

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8
Q

!!! Citer les 3 types de rayonnement ?

A
  • Direct
  • Diffus
  • Réfléchi (albédo)
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9
Q

Quelle est la part énergétique du rayonnement diffus ?

A

52%

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10
Q

!!! Quelle est l’énergie solaire par m2 disponible en suisse par an ?

A

1100 kWh/m2

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11
Q

Quel est l’angle de l’axe de la terre par rapport au soleil et que provoque-t-il avec ses points marquantes ?

A
  • 23°
  • Les saisons
  • Solstice hiver 22 décembre
  • Solstice été 21 juin
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12
Q

!!! Quel est l’inclinaison idéale pour un panneau photovoltaïque pour une année, un fonctionnement en hiver, un fonctionnement en été ?

A
  • 30° toute l’année !!!
  • 65° Hiver
  • 23° Été
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13
Q

Quelle est la durée d’ensoleillement que l’on peut attendre annuellement en Suisse ? Ce chiffre est-il utilisé pour les calculs ?

A

1’200 – 2’000 heures ! Non, il n’est plus utilisé !

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14
Q

!!! Quelle est l’orientation idéale pour un panneau, quels sont les deux éléments qui peuvent influencer cette orientation ?

A
  • Sud solaire (attention à l’heure d’été)
  • Ombrage lointain (géographie)
  • Ombrage proche (voisinage et arbres)
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15
Q

!!! Expliquez le principe de la cellule photovoltaïque ?

A
  • Un photon traverse l’atmosphère et va frapper une cellule photovoltaïque.
  • Lorsqu’il atteint la jonction, il libère une paire de porteurs de charge (électron-trou) en leur transmettant sont énergie.
  • Les charges sont expulsées de la jonction par le champ électrique de cette dernière et le courant est alors créé.
  • Effet découvert en 1839, première cellule 1954 !
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16
Q

!!! Citer des types de cellules et leur rendement ?

A
  • Polycristallin (meilleur) = 14% à 20%
  • Monocristallin = 14% à 24%
  • Couches minces = 14% à 22%
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17
Q

Citer la composition d’un panneau ?

A

1) Verre
2) Encapsulant (EVA) 3) Cellule
4) Encapsulant
5)Tedlar
6) Boite de jonction 7) Cadre en aluminium

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18
Q

!!! Citer les 5 valeurs caractéristiques d’un panneau ?

A

1) Puissance max (Wc) (puissance nominale des installations) ;
2) Uoc : Tension de court-circuit ;
3) Icc : Courant de court-circuit ;
4) Tension Mpp ;
5) Courant Mpp ;

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19
Q

!!! Que veut dire NOCT et comment est-il défini ?

A
  • Normal opérating cell température (température normal de fonctionnement de la cellule)
  • 45°
  • 800 W/m2
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20
Q

!!! Quel est l’élément qui influence le plus la tension d’un panneau ?

A

La température

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21
Q

!!! Quel est l’élément qui influence le plus le courant d’un panneau ?

A

L’irradiation

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22
Q

Combien de cellules à le module le plus courant sur le marché ? Pk 60 = Taille idéal pour la pose par un seul homme ?

A

Taille des cellules -> 6 pouces (si + grand risque de micro fissure lors du refroidissement)
Nombre de cellule des panneaux actuellement sur le marché -> 39 à 96

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23
Q

Que veut dire MPP ?

A

C’est le couple courant – tension qui fournit la puissance maximale du panneau (point optimal de fonctionnement)

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24
Q

Que veut dire MPPT ?

A

Maximum power point tracking (ou tracker) : Recherche du point maximal. Pour les onduleurs, voir combien il y a de tracker !

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25
Q

!!! Expliquer ce qu’est un hotspot d’un panneau et comment on évite sont influence ?

A
  • Lors d’un ombrage partiel, le courant d’une chaine de cellule force la traversée d’une cellule à l’ombre et provoque l’échauffement de cette dernière.
  • Diode bypass dans les boitiers de jonction.
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26
Q

Que signifie le temps de retour énergétique pour un panneau solaire et quel est sa durée ?

A
  • Durée pour le panneau produise l’énergie qui a été nécessaire à sa fabrication
  • 3 ans
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27
Q

Retour carbone : quel est le poids de carbone éviter par la production de 1 MWh solaire ?

A

394 kg = Le retour carbone c’est ce qu’il va polluer !

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28
Q

Estimer de manière immédiate la production énergétique d’une installation solaire de 12 kWc en environnement très favorable ?

A

14’800 kWh

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29
Q

Quels sont les 3 façons de calculer l’énergie que produira une installation solaire de puissance donnée ?

A
  • Immédiate
  • Calcul par les données statistiques (carte solaire, données des panneaux, etc..)
  • Simulation
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30
Q

!!! Citer des critères à tenir compte lors de la réalisation d’une installation photovoltaïque ?

A
  • Ombrage
  • Orientation
  • Inclinaison
  • Localisation
  • azimut
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31
Q

Quel est l’élément qui détermine tout le calcul pour une installation solaire ?

A

La consommation journalière

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32
Q

!!! Quelle est la production journalière d’un champ solaire de 1 kW en hiver et été ?

A
  • Été = 4 kWh/jour
  • Hiver = 2 kWh/jour
33
Q

Qu’est-ce qu’un BMS ?

A

C’est un moniteur de batterie qui calcule sont état de charge, son état de santé et de régler les paramètres.

34
Q

!!! Quel est le cyclage maximum (DOD) raisonnable pour une batterie au plomb et combien de rendement peut-elle faire ?

A
  • 70-80%
  • 300-600 cycles
35
Q

Quel est la plage de courant raisonnable pour la charge d’une batterie au plomb ?

A
  • 10-20% de la capacité
36
Q

!!! Quelles sont les phases principales de charge d’une batterie au plomb ?

A
  • Masse (bulk)
  • Absorption
  • Maintien (floating)
37
Q

!!! Quel est le plus gros danger (durée de vie) pour une batterie au plomb ?

A
  • Décharge profonde
38
Q

Quels sont les deux effets de la température sur les batteries au plomb ?

A
  • Chaleur : Diminue de moitié la durée de vie à chaque 10° de plus.
  • Froid : La capacité utilisable diminue (temporairement).
39
Q

Quel est le coefficient de compensation de la température (habituel) pour la tension de charge d’une batterie ?

A
  • -3 à -5mV/°C et par cellule
40
Q

Qu’est ce que le coefficient de Peukert ?

A
  • Le facteur qui détermine la capacité utilisable par rapport à la vitesse de décharge.
41
Q

Quel est l’inconvénient majeur des batteries CD-NI ?

A
  • Pollution et garantie de recyclage.
42
Q

!!! Quels sont les avantages et les inconvénients des batteries au Lithium sur les batteries au plomb ?

A

Les avantages :

  • Nombre de cycle élevés
  • Cycles profond sans destruction
  • Volume moitié moins grand, volume utilisable 4 fois moins grand (DOD raisonnable du plomb 50%).
  • “Coefficient de Peukert proche de 1”

Les inconvénients :

  • Prix
  • Courant de sortie limité par BMS sur certaines batteries
43
Q

Quels sont les 3 calculs à effectuer pour le dimensionnement d’une batterie ?

A
  • Calcul de consommation journalière …. Basic
  • Calcul d’autonomie (conso x durée)
  • Puissance max d’une batterie : sur 400 Ah -> 100A raisonnable
44
Q

!!! Est-ce possible d’ajouter des batteries à une installation existante ?

A

NON !

45
Q

Est-ce possible d’ajouter des panneaux à une installation existante ?

A
  • Dans la mesure de la puissance du régulateur de charge, oui !
46
Q

Qu’est ce que le « load shifting » et à quoi sert-il ?

A
  • Déplacer les charges utilisateur pendant la production d’énergie.
47
Q

!!! Peut-on mettre n’importe quel module sur n’importe quel chargeur DC expliquez le fonctionnement ?

A
  • Sur un MPPT oui !
  • Sur un shunt, non ! (petit chargeur) : Nombre de cellules adaptés 36 cellules par élément de 12V.
48
Q

Que veut dire SHS ?

A
  • Solar Home System : Petit système
49
Q

Dans une installation isolée qu’est-ce qui définit la puissance nécessaire de l’onduleur ? Et sur une installation d’injection ?

A
  • La puissance maximale simultanée des consommateurs.
  • La puissance crète solaire installée (Wc).
50
Q

Quelle est la première cause de dysfonctionnement d’un système solaire isolé ?

A
  • Consommation > production -> Batterie vides et blackout
51
Q

Caractéristiques prépondérantes pour accu PV ?

A
  • Cycles
  • Durée de vie
  • Faible auto-décharge
  • Entretien réduit
  • Rendement charge décharge
52
Q

Dans un onduleur pour une installation isolée, que veut dire P30 ?

A
  • La puissance maxi que peut fournir l’onduleur pendant 30 minutes, départ à température ambiante, avant de couper.
53
Q

Que veut dire PFC pour une charge ?

A
  • La correction du facteur de puissance (PFC) est nécessaire pour optimiser l’efficacité des équipements alimentés.
54
Q

Dans les systèmes isolés difficiles d’accès mais dont l’alimentation est importante, que faut-il envisager ?

A
  • Un plan de continuité des services, une installation de secours ou secondaire, une duplication (redondance) des services.
55
Q

Quelle est la puissance de la plus grande installation photovoltaïque de Suisse ?

A
  • Suisse –> ALDI 5,8 MW //
  • Au monde –> 550 MW en Californie, prévu 1 GW en Chine
56
Q

!!! Quels sont les 3 catégories d’onduleur d’injection et leurs puissances ?

A
  • Micro-onduleurs -> jusqu’à 500W
  • String de branche ou chaîne -> 1 à 60 kW
  • Centraux -> Dès 50 kW
57
Q

!!! Quelle différence fondamentale d’un onduleur influence sur les puissance installée ?

A
  • Isolé ou non (avec ou sans transformateur)
58
Q

!!! À quoi sert un optimiseur ?

A
  • Améliorer le fonctionnement lors de charge partielles.
59
Q

Qu’est ce que l’effet PID sur les panneaux, est-il réversible ?

A
  • La perte de rendement due à une polarisation d’un des deux pôles par rapport à la terre
  • Oui, en appliquant une polarisation inverse durant la nuit
60
Q

Qu’est ce que la corrosion TCO, est-elle réversible ?

A
  • La dégradation des cellules due au courant capacitif circulant entre les cellules et l’approche des panneaux –> NON !
61
Q

Quel est le frein principal actuel à la réalisation d’installation solaire résidentielles ?

A
  • Coût initial
62
Q

Citer quelques actions efficaces pour augmenter l’autoconsommation ?

A
  • Production d’eau chaude sanitaire ;
  • Synchronisation de la production et de la consommation (demand side management) ;
  • Stockage de l’énergie dans les batteries ;
63
Q

Quelle est la part statistique autoconsommée d’une production solaire résidentielle avec et sans stockage ?

A
  • 30% sans
  • 60% avec
64
Q

Est-ce qu’un système autoconsommation avec batterie prévient d’un blackout ?

A
  • Non, l’onduleur pas capable de faire de l’ilotage !
65
Q

Quel est l’effet physique qui rend la foudre dangereuse proche de son impact et comment se protéger de son impact lors du câblage ?

A
  • La variation très rapide du champ magnétique
  • En faisant des boucles de surface les plus petites possible
66
Q

!!! Quel type de protection contre la foudre sont nécessaire pour le câblage DC des panneaux ?

A

Type 1

67
Q

Quel est la propriété qui rend les arcs dû à l’énergie des panneaux photovoltaïques plus dangereux que les arcs courant ?

A
  • DC : Pas d’extinction naturelle car pas de passage à 0 du courant
68
Q

À partir de quelle tension peut-on avoir un arc continu ?

A
  • Dès 15V
69
Q

!!! Quel sont les 3 types d’arc sur un champ photovoltaïque ?

A
  • Série
  • Parallèle
  • Avec la terre
70
Q

Citer 4 bonnes pratiques pour des installations solaires de qualité ?

A
  • Haute qualité des installations
  • Réduction du nombre de connexion
  • Connexion à l’aide de connecteur assurant une faible résistance de contact, surtout lors du vieillissement de l’installation.
  • Étanchéité ou hors des zones humides et de condensation
71
Q

Quelles sont les protections obligatoires pour travailler sur un champ solaire avec des chaînes à 1000V ?

A
  • Aucune !
72
Q

!!! À partir de quelle puissance faut-il faire approuver les plans par l’ESTI ?

A

Anciennement 30 kVA –> Nouveau 55 kVA !

73
Q

Quel est la technologie pour un onduleur utilisé pour la conversion AC/DC ?

A
  • Modulation PWM !
74
Q

La mise à l’enquête est-elle obligatoire ? Que faut-il faire avant de commencer les travaux ?

A
  • Non sauf dans des zones spécifiques.
  • Annonce à la commune.
75
Q

Citer la procédure pour une installation de 7 kW résidentielle ?

A
  • Demande de raccordement
  • Annonce à la commune
  • Réalisation
  • Vérification
  • Contrôle final, remis au client et au GRD avec RS (AC et DC) + PM (AC et DC)
76
Q

Quelle sont les puissances des installations qui peuvent prétendre à la RPC et à la RU ?

A
  • En-dessous de 2 kW rien
  • jusqu’à 10 kW RU
  • De 10 à 30 RU ou RPC
  • Dès 30 kW, RPC uniquement
77
Q

À quoi sert le certificat de garantie d’origine et à quelle fréquence les données sont elles relevées ?

A
  • Permet le marquage du courant solaire et son négoce
  • Tous les mois !
78
Q

Dessiner une ASI OFF-line et ses éléments puis expliquez comment cela fonctionne ?

A
  • Chargeur
  • Redresseur
  • Onduleur
  • Commutateur
  • Filtre
  • Voie normale
  • voie de secours
  • Alim par réseau (via filtre ou non)
  • Secours assuré par l’onduleur après coupure due au commutateur

Secourue redondant :
- ASI en // dimensionnées pour assurer la charge totale en pouvant changer des ASI

79
Q

J’ai une installation solaire avec batterie au plomb, la batterie à perdu de la capacité avec la vieillesse, est-ce une bonne idée d’acheter une batterie et de la brancher en parallèle ?

A
  • Non, car il y aura de l’auto décharge de l’une à l’autre !

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