Photovoltaïque Flashcards
Combien de temps mets la lumière pour parvenir du soleil ?
8min et 19 sec
Citez les parts énergétiques de la composition fréquentielle de la lumière et ses noms ?
- Visible = 45%
- Infrarouge = 45%
- Ultraviolet = 10%
Citez un gaz qui dans l’atmosphère absorbe l’énergie du soleil (en gros celui qui absorbe le plus ) ?
- O3 : Ozone
- O2 : Oxygène
- H2O : Eau (sous forme de vapeur) !!!!
- CO2 : Gaz carbonique !!!
Expliquez brièvement l’effet de serre ?
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.
!!! Quelles est l’irradiation hors atmosphère perpendiculaire à la terre par m2 (puissance par mètre carrés) ?
1367 W/m2 (surface perpendiculaire à l’axe terre-soleil).
!!! Quelle est la puissance solaire que l’on peut attendre au sol ?
Environ 1000 W/m2
!!! Que veut dire STC et comment est-il défini ?
(standard test conditions)
* 1000 W/m2
* 25°C
* AM 1.5 (Air mass : coefficient de longueur pour traverser l’atmosphère)
!!! Citer les 3 types de rayonnement ?
- Direct
- Diffus
- Réfléchi (albédo)
Quelle est la part énergétique du rayonnement diffus ?
52%
!!! Quelle est l’énergie solaire par m2 disponible en suisse par an ?
1100 kWh/m2
Quel est l’angle de l’axe de la terre par rapport au soleil et que provoque-t-il avec ses points marquantes ?
- 23°
- Les saisons
- Solstice hiver 22 décembre
- Solstice été 21 juin
!!! Quel est l’inclinaison idéale pour un panneau photovoltaïque pour une année, un fonctionnement en hiver, un fonctionnement en été ?
- 30° toute l’année !!!
- 65° Hiver
- 23° Été
Quelle est la durée d’ensoleillement que l’on peut attendre annuellement en Suisse ? Ce chiffre est-il utilisé pour les calculs ?
1’200 – 2’000 heures ! Non, il n’est plus utilisé !
!!! Quelle est l’orientation idéale pour un panneau, quels sont les deux éléments qui peuvent influencer cette orientation ?
- Sud solaire (attention à l’heure d’été)
- Ombrage lointain (géographie)
- Ombrage proche (voisinage et arbres)
!!! Expliquez le principe de la cellule photovoltaïque ?
- 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 !
!!! Citer des types de cellules et leur rendement ?
- Polycristallin (meilleur) = 14% à 20%
- Monocristallin = 14% à 24%
- Couches minces = 14% à 22%
Citer la composition d’un panneau ?
1) Verre
2) Encapsulant (EVA) 3) Cellule
4) Encapsulant
5)Tedlar
6) Boite de jonction 7) Cadre en aluminium
!!! Citer les 5 valeurs caractéristiques d’un panneau ?
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 ;
!!! Que veut dire NOCT et comment est-il défini ?
- Normal opérating cell température (température normal de fonctionnement de la cellule)
- 45°
- 800 W/m2
!!! Quel est l’élément qui influence le plus la tension d’un panneau ?
La température
!!! Quel est l’élément qui influence le plus le courant d’un panneau ?
L’irradiation
Combien de cellules à le module le plus courant sur le marché ? Pk 60 = Taille idéal pour la pose par un seul homme ?
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
Que veut dire MPP ?
C’est le couple courant – tension qui fournit la puissance maximale du panneau (point optimal de fonctionnement)
Que veut dire MPPT ?
Maximum power point tracking (ou tracker) : Recherche du point maximal. Pour les onduleurs, voir combien il y a de tracker !
!!! Expliquer ce qu’est un hotspot d’un panneau et comment on évite sont influence ?
- 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.
Que signifie le temps de retour énergétique pour un panneau solaire et quel est sa durée ?
- Durée pour le panneau produise l’énergie qui a été nécessaire à sa fabrication
- 3 ans
Retour carbone : quel est le poids de carbone éviter par la production de 1 MWh solaire ?
394 kg = Le retour carbone c’est ce qu’il va polluer !
Estimer de manière immédiate la production énergétique d’une installation solaire de 12 kWc en environnement très favorable ?
14’800 kWh
Quels sont les 3 façons de calculer l’énergie que produira une installation solaire de puissance donnée ?
- Immédiate
- Calcul par les données statistiques (carte solaire, données des panneaux, etc..)
- Simulation
!!! Citer des critères à tenir compte lors de la réalisation d’une installation photovoltaïque ?
- Ombrage
- Orientation
- Inclinaison
- Localisation
- azimut
Quel est l’élément qui détermine tout le calcul pour une installation solaire ?
La consommation journalière
!!! Quelle est la production journalière d’un champ solaire de 1 kW en hiver et été ?
- Été = 4 kWh/jour
- Hiver = 2 kWh/jour
Qu’est-ce qu’un BMS ?
C’est un moniteur de batterie qui calcule sont état de charge, son état de santé et de régler les paramètres.
!!! Quel est le cyclage maximum (DOD) raisonnable pour une batterie au plomb et combien de rendement peut-elle faire ?
- 70-80%
- 300-600 cycles
Quel est la plage de courant raisonnable pour la charge d’une batterie au plomb ?
- 10-20% de la capacité
!!! Quelles sont les phases principales de charge d’une batterie au plomb ?
- Masse (bulk)
- Absorption
- Maintien (floating)
!!! Quel est le plus gros danger (durée de vie) pour une batterie au plomb ?
- Décharge profonde
Quels sont les deux effets de la température sur les batteries au plomb ?
- Chaleur : Diminue de moitié la durée de vie à chaque 10° de plus.
- Froid : La capacité utilisable diminue (temporairement).
Quel est le coefficient de compensation de la température (habituel) pour la tension de charge d’une batterie ?
- -3 à -5mV/°C et par cellule
Qu’est ce que le coefficient de Peukert ?
- Le facteur qui détermine la capacité utilisable par rapport à la vitesse de décharge.
Quel est l’inconvénient majeur des batteries CD-NI ?
- Pollution et garantie de recyclage.
!!! Quels sont les avantages et les inconvénients des batteries au Lithium sur les batteries au plomb ?
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
Quels sont les 3 calculs à effectuer pour le dimensionnement d’une batterie ?
- Calcul de consommation journalière …. Basic
- Calcul d’autonomie (conso x durée)
- Puissance max d’une batterie : sur 400 Ah -> 100A raisonnable
!!! Est-ce possible d’ajouter des batteries à une installation existante ?
NON !
Est-ce possible d’ajouter des panneaux à une installation existante ?
- Dans la mesure de la puissance du régulateur de charge, oui !
Qu’est ce que le « load shifting » et à quoi sert-il ?
- Déplacer les charges utilisateur pendant la production d’énergie.
!!! Peut-on mettre n’importe quel module sur n’importe quel chargeur DC expliquez le fonctionnement ?
- Sur un MPPT oui !
- Sur un shunt, non ! (petit chargeur) : Nombre de cellules adaptés 36 cellules par élément de 12V.
Que veut dire SHS ?
- Solar Home System : Petit système
Dans une installation isolée qu’est-ce qui définit la puissance nécessaire de l’onduleur ? Et sur une installation d’injection ?
- La puissance maximale simultanée des consommateurs.
- La puissance crète solaire installée (Wc).
Quelle est la première cause de dysfonctionnement d’un système solaire isolé ?
- Consommation > production -> Batterie vides et blackout
Caractéristiques prépondérantes pour accu PV ?
- Cycles
- Durée de vie
- Faible auto-décharge
- Entretien réduit
- Rendement charge décharge
Dans un onduleur pour une installation isolée, que veut dire P30 ?
- La puissance maxi que peut fournir l’onduleur pendant 30 minutes, départ à température ambiante, avant de couper.
Que veut dire PFC pour une charge ?
- La correction du facteur de puissance (PFC) est nécessaire pour optimiser l’efficacité des équipements alimentés.
Dans les systèmes isolés difficiles d’accès mais dont l’alimentation est importante, que faut-il envisager ?
- Un plan de continuité des services, une installation de secours ou secondaire, une duplication (redondance) des services.
Quelle est la puissance de la plus grande installation photovoltaïque de Suisse ?
- Suisse –> ALDI 5,8 MW //
- Au monde –> 550 MW en Californie, prévu 1 GW en Chine
!!! Quels sont les 3 catégories d’onduleur d’injection et leurs puissances ?
- Micro-onduleurs -> jusqu’à 500W
- String de branche ou chaîne -> 1 à 60 kW
- Centraux -> Dès 50 kW
!!! Quelle différence fondamentale d’un onduleur influence sur les puissance installée ?
- Isolé ou non (avec ou sans transformateur)
!!! À quoi sert un optimiseur ?
- Améliorer le fonctionnement lors de charge partielles.
Qu’est ce que l’effet PID sur les panneaux, est-il réversible ?
- 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
Qu’est ce que la corrosion TCO, est-elle réversible ?
- La dégradation des cellules due au courant capacitif circulant entre les cellules et l’approche des panneaux –> NON !
Quel est le frein principal actuel à la réalisation d’installation solaire résidentielles ?
- Coût initial
Citer quelques actions efficaces pour augmenter l’autoconsommation ?
- Production d’eau chaude sanitaire ;
- Synchronisation de la production et de la consommation (demand side management) ;
- Stockage de l’énergie dans les batteries ;
Quelle est la part statistique autoconsommée d’une production solaire résidentielle avec et sans stockage ?
- 30% sans
- 60% avec
Est-ce qu’un système autoconsommation avec batterie prévient d’un blackout ?
- Non, l’onduleur pas capable de faire de l’ilotage !
Quel est l’effet physique qui rend la foudre dangereuse proche de son impact et comment se protéger de son impact lors du câblage ?
- La variation très rapide du champ magnétique
- En faisant des boucles de surface les plus petites possible
!!! Quel type de protection contre la foudre sont nécessaire pour le câblage DC des panneaux ?
Type 1
Quel est la propriété qui rend les arcs dû à l’énergie des panneaux photovoltaïques plus dangereux que les arcs courant ?
- DC : Pas d’extinction naturelle car pas de passage à 0 du courant
À partir de quelle tension peut-on avoir un arc continu ?
- Dès 15V
!!! Quel sont les 3 types d’arc sur un champ photovoltaïque ?
- Série
- Parallèle
- Avec la terre
Citer 4 bonnes pratiques pour des installations solaires de qualité ?
- 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
Quelles sont les protections obligatoires pour travailler sur un champ solaire avec des chaînes à 1000V ?
- Aucune !
!!! À partir de quelle puissance faut-il faire approuver les plans par l’ESTI ?
Anciennement 30 kVA –> Nouveau 55 kVA !
Quel est la technologie pour un onduleur utilisé pour la conversion AC/DC ?
- Modulation PWM !
La mise à l’enquête est-elle obligatoire ? Que faut-il faire avant de commencer les travaux ?
- Non sauf dans des zones spécifiques.
- Annonce à la commune.
Citer la procédure pour une installation de 7 kW résidentielle ?
- 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)
Quelle sont les puissances des installations qui peuvent prétendre à la RPC et à la RU ?
- En-dessous de 2 kW rien
- jusqu’à 10 kW RU
- De 10 à 30 RU ou RPC
- Dès 30 kW, RPC uniquement
À quoi sert le certificat de garantie d’origine et à quelle fréquence les données sont elles relevées ?
- Permet le marquage du courant solaire et son négoce
- Tous les mois !
Dessiner une ASI OFF-line et ses éléments puis expliquez comment cela fonctionne ?
- 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
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 ?
- Non, car il y aura de l’auto décharge de l’une à l’autre !
