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Questions and Answers
Quel type de système photovoltaïque est utilisé pour une alimentation directe sans stockage?
Quel type de système photovoltaïque est utilisé pour une alimentation directe sans stockage?
Quel est le rôle du convertisseur dans un système photovoltaïque?
Quel est le rôle du convertisseur dans un système photovoltaïque?
Quels matériaux sont couramment utilisés pour les cellules photovoltaïques?
Quels matériaux sont couramment utilisés pour les cellules photovoltaïques?
Quel est un exemple d'un système autonome hybride?
Quel est un exemple d'un système autonome hybride?
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Quel composant est responsable de la régulation de la charge dans les systèmes de stockage d'énergie?
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Quel est le type d'énergie produit par les modules photovoltaïques ?
Quel est le type d'énergie produit par les modules photovoltaïques ?
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Qu'est-ce qui peut se produire avec l'électricité produite par des installations photovoltaïques ?
Qu'est-ce qui peut se produire avec l'électricité produite par des installations photovoltaïques ?
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Quel est le potentiel d'énergie solaire estimé pour l'Algérie en Twh/an ?
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Quelle est la quantité d'énergie moyenne reçue par m²/an dans la région Sahara ?
Quelle est la quantité d'énergie moyenne reçue par m²/an dans la région Sahara ?
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Quel est l'avantage principal de l'énergie photovoltaïque pour les sites isolés ?
Quel est l'avantage principal de l'énergie photovoltaïque pour les sites isolés ?
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Quel pourrait être un effet sociologique de l'apport d'électricité par le photovoltaïque dans les zones rurales ?
Quel pourrait être un effet sociologique de l'apport d'électricité par le photovoltaïque dans les zones rurales ?
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Combien de temps les déserts reçoivent-ils plus d'énergie solaire que la consommation annuelle de l'humanité ?
Combien de temps les déserts reçoivent-ils plus d'énergie solaire que la consommation annuelle de l'humanité ?
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Quels types de composants sont généralement présents dans une installation photovoltaïque ?
Quels types de composants sont généralement présents dans une installation photovoltaïque ?
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Quel est le pourcentage de CdTe dans les modules de grandes dimensions?
Quel est le pourcentage de CdTe dans les modules de grandes dimensions?
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Quelle formule implique la relation entre le courant et la température dans le modèle photovoltaïque?
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Dans le modèle à deux exponentielles, quelle variable représente la tension?
Dans le modèle à deux exponentielles, quelle variable représente la tension?
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Quels paramètres sont utilisés dans les exponentielles du générateur photovoltaïque?
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Quelle est la structure correcte de la variable I02 dans le modèle mathématique?
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Quel est le rôle de Rs dans les équations du générateur photovoltaïque?
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Quels composants interagissent dans le générateur photovoltaïque du modèle à deux exponentielles?
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Quelle expression définit l'intensité totale I dans le modèle mathématique?
Quelle expression définit l'intensité totale I dans le modèle mathématique?
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Quel type de cellule photovoltaïque a un rendement théorique maximum de 27,0 %?
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Quel est le rendement disponible des cellules photovoltaïques à base de Si polycristal?
Quel est le rendement disponible des cellules photovoltaïques à base de Si polycristal?
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Pour quel type de cellule photovoltaïque le rendement en laboratoire est le plus élevé?
Pour quel type de cellule photovoltaïque le rendement en laboratoire est le plus élevé?
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Quel appareil est principalement associé aux cellules photovoltaïques en Si amorphe?
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Quel est le domaine d'application des modules de grandes dimensions pour Si monocristal?
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Quelle est la plage de rendement pour les cellules photovoltaïques à base de GaAs?
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Quel type de cellule a un rendement maximal théorique inférieur à 25,0 %?
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Quel rendement en laboratoire peut être attendu d'une cellule PV à base de Si monocristal?
Quel rendement en laboratoire peut être attendu d'une cellule PV à base de Si monocristal?
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Study Notes
Module
- Le module porte sur l'énergie et l'environnement.
- L'université impliquée est l'Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene.
- La faculté concernée est celle d'Electronique et d'Informatique.
- Le département est celui d'Instrumentation et Automatique.
Objectifs
- Expliquer le phénomène de conversion solaire photovoltaïque.
- Acquérir des connaissances sur la constitution et la technologie des composants des installations photovoltaïques.
- Identifier les composants d'une installation solaire photovoltaïque.
- Décrire le fonctionnement et le rôle des systèmes et des équipements d'une installation solaire photovoltaïque.
Introduction
- La présentation aborde les différentes filières des énergies renouvelables.
- Les énergies renouvelables illustrées sont l'énergie hydraulique, la géothermie, la biomasse, l'énergie solaire photovoltaïque (PV), l'énergie solaire thermique et l'énergie éolienne.
Le Solaire Photovoltaïque
- La lumière solaire peut être directement convertie en électricité par des modules photovoltaïques.
- L'électricité produite peut être stockée dans des batteries ou distribuée au réseau.
- L'énergie photovoltaïque est une solution technique et économique pour les sites isolés, contribuant ainsi à limiter l'exode rural.
- L'Algérie possède un fort potentiel solaire, avec une production moyenne de 169 440 Twh par an, soit 5000 fois la consommation algérienne.
- Les régions côtières reçoivent en moyenne 1700 kWh/m²/an, les régions de plateaux 1900 kWh/m²/an et le Sahara 2650 kWh/m²/an.
Estimation des Ressources Energétiques en Afrique
- L'Afrique reçoit une importante quantité d'énergie solaire, en particulier dans les régions désertiques.
- L'énergie solaire est largement disponible sur les déserts.
Applications
- Les installations solaires photovoltaïques sont utilisées dans divers contextes.
- Elles sont employées dans des environnements variés incluant des régions enneigées, des zones rurales, et des toits de maisons.
Disposition d'un Système PV
- Les systèmes PV peuvent être installés sur des toits, au sol, sur des poteaux, dans des bâtiments ou des conteneurs.
Éléments d'un Système Photovoltaïque
- Les modules PV, les matériaux utilisés, l'assemblage des cellules, le stockage d'énergie, le régulateur de charge, les convertisseurs, et les autres composants de base constituent les éléments d'un système photovoltaïque.
Installation Solaire Photovoltaïque
- Des systèmes de télé-surveillance (monitoring) sont utilisés pour les centrales solaires photovoltaïques de 5 kWc à Tamanrasset en Algérie.
Types de Systèmes Photovoltaïques
- Les présentations incluent des schémas de systèmes autonomes, avec stockage, hybrides et connectés au réseau.
Composants d'un Système PV
- Les modules photovoltaïques, le régulateur de charge et le convertisseur font partie des composant du système PV.
Technologie de Fabrication d'une Cellule PV
- Les étapes de la fabrication incluent le sciage du lingot, la diffusion du phosphore, la métalisation par sérigraphie, l'interconnexion, l'encapsulation et l'encadrement.
Différentes Technologies
- Différentes technologies de cellules PV sont disponibles, comme le monocristallin, le polycristallin, l'amorphe, les alliages de silicium, les composés (CuInSe2, CdTe...), et le monocristallin (GaAs).
Caractéristiques Techniques d'une Cellule PV
- Les caractéristiques techniques des cellules PV sont détaillées dans un tableau, incluant le type de cellule, le rendement théorique en laboratoire, le rendement disponible et les domaines d'application.
Modèle Mathématique d'un Générateur Photovoltaïque
- Une équation mathématique modélise le fonctionnement d'un générateur photovoltaïque à deux exponentielles.
Caractéristique d'une Cellule PV
- Les courbes de tension et de courant de la caractéristique d'une cellule PV illustrent le point de puissance maximum.
Cellule Photovoltaïque : Caractéristique I-V
- Les caractéristiques I-V fournissent des données clés sur les performances des cellules photovoltaïques.
Association de Cellules : Panneau Solaire
- Les cellules sont reliées en série ou en parallèle pour créer des modules ou des panneaux solaires de puissance améliorée.
Diode de Protection (Diode By-Pass)
- Les diodes by-pass permettent de gérer les variations d'irradiation sur les modules solaires reliés en série, afin d'éviter les surchauffes.
Association de Cellules : Diodes de Protection
- Elles empêchent que les modules surchargés affectent les autres modules lors d'un dysfonctionnement.
Association de Cellules : Caractéristiques Courant-Tension
- La cellule avec le courant photovoltaïque le plus faible détermine le courant global du panneau en série, tandis que pour les panneaux parallèles, l'intensité du courant global est égale à la somme des courants individuels.
Influence de l'Éclairement, Influence de la Température
- Les graphiques illustrent comment l'éclairement et la température affectent les performances des modules solaires.
Facteurs Influents sur le Rendement des Panneaux Solaires
- L'angle d'incidence, l'orientation et l'inclinaison du panneau influencent son rendement énergétique.
Plus le soleil est bas/haut dans le ciel
- L'angle d'incidence des rayons du soleil a un impact sur l'énergie recue par le panneau solaire : un angle faible conduit à une efficacité plus faible, tandis qu'un angle proche de 90° conduit à une efficacité plus forte.
Influence de l'Orientation
- L'orientation du panneau solaire par rapport au sud donne le meilleur rendement en énergie.
Les Batteries
- Les batteries sont des composants essentiels pour stocker l'électricité produite par les panneaux solaires et l'utiliser lorsqu'il n'y a pas de lumière solaire.
- Les différents types de batteries incluent les batteries plomb-acide, Ni-Cd, Ni-Mh, lithium-ion, zinc-air, et zinc carbone.
- L'autodécharge est un facteur important dans le choix des batteries, tandis que la profondeur de décharge (PDD) détermine la durée de vie de la batterie.
Constitution d'une Batterie à Plomb
- Les composants d'une batterie à plomb incluent les électrodes positives, les électrodes négatives, le séparateur d'éléments et l'électrolyte liquide.
Capacité
- La capacité de la batterie est exprimée en ampères-heures (Ah) et est déterminée par une décharge à courant constant.
Autodécharge
- Cette décharge est déterminée par des facteurs tels que la température, la tension et l'état de vieillissement de la batterie.
Réaction Chimique d'une Batterie au Pb
- La réaction chimique au sein d'une batterie au plomb implique des réactions d'oxydation et de réduction.
Caractéristiques d'une Batterie
- La tension nominale, la capacité de stockage, le courant maximal et la profondeur de décharge influencent les performances d'une batterie.
Température, Courant de court-circuit et Résistance interne
- Les facteurs temperatura, courant de court-circuit et résistance interne de la batterie, sont à prendre en compte pour des performances optimales.
Montage des Batteries
- Le montage en série permet de multiplier les tensions, tandis que le montage en parallèle permet d'améliorer la capacité de la batterie.
Mécanismes de Dégradation des Batteries Plomb-Acide
- La corrosion des électrodes peut engendrer le gonflement des électrodes positives et la désagrégation de l'ensemble des électrodes. Les débris peuvent créer des courts-circuits.
Stratification et Sulfatation
- La stratification et la sulfatation sont des mécanismes de dégradation qui peuvent affecter la performance des batteries plomb-acide.
Comment Connaître l'État de Charge
- L'utilisation de la mesure de densité de l'électrolyte permet de déterminer l'état de charge de la batterie.
Niveau de Charge Selon le Type de Batterie
- Un tableau présente les niveaux de charge recommandées pour chaque type de batterie.
Le Régulateur de Charge
- Le régulateur de charge assure la protection de la batterie du système contre les surcharges et les décharges profondes.
- Ils contrôlent le flux d'énergie, garantissent la sécurité et commandent la recharge par d'autres sources d'énergie.
- Différents types de régulateur existent (série, shunt et MPT).
Fonctionnement du Régulateur de Charge
- Ce composant contrôle l'état de la batterie en interrompant ou en autorisant sa charge complète, et en gérant ses fonctions de protection.
Les Onduleurs Chargeurs
- Ils contrôlent les composants du système solaire, gèrent la mise en route de groupes électrogènes et permettent d'autocontrôler les équipements.
Comment Charger un Accumulateur
- Le procédé de chargement d'une batterie se déroule en trois étapes (normale, absorption, finition).
Régime de Charge
- Les différentes phases de la charge (normale, absorption et finition) sont définies en fonction de la tension et du courant appliqué à la batterie.
Caractéristique d'une Régulation de Charge
- On/Off management du système.
L'Onduleur
- L'onduleur convertit le courant continu de la batterie en courant alternatif.
- Trois types d'ondulation sont possibles: autonome, connecté au réseau avec un transformateur, ou connecté au réseau sans transformateur.
Caractéristiques des Onduleurs PV
- Le principe de fonctionnement des onduleurs repose sur la recherche du meilleur point de fonctionnement du système (MPPT).
Exemple d'Onduleur Photovoltaïque
- Les onduleurs solaires sont disponibles sous différentes formes (grande armoire) et tailles.
Onduleurs Autonomes
- Les onduleurs autonomes sont conçus pour l'utilisation hors réseau (sans accès au secteur électrique).
Onduleurs Connectés au Réseau
- Ils sont caractérisés par des éléments importants comme la recherche du point de puissance maximale et le contrôle de l'énergie.
Configuration
- L'illustration montre le montage en série et parallèle de panneaux PV, ainsi que le mode de connexion à l'onduleur central.
Les Éléments de Protection
- La bonne protection des installations photovoltaïques est essentielle pour prolonger leurs durées de vie et assurer la sécurité de l'utilisateur.
- Les installations comprennent une protection cotées DC, AC, mise à la terre et protection foudre.
La Mise à la Terre des Masses
- La mise à la terre est cruciale pour les systèmes P.V.
Des Connecteurs Spécifiques
- Les connecteurs spécifiques garantissent la minimisation de la résistance de contact, ce qui améliore la performance.
La Mise à la Terre des Autres Composants
- Les autres composants doivent être mis à la terre par des conducteurs adaptés.
Dégâts Occasionnés
- L’absence ou la mauvaise mise à la terre des composants d’une installation peut engendrer des dommages.
La Mise à la Terre en Étoile / Maillée
- Les deux types de mise à la terre (étoile et maillée) sont détaillés et leurs avantages/inconvénients.
Le Parafoudre
- Il est crucial pour la protection des circuits PV en cas de surtensions.
Les Appareils de Coupures et Fusibles
- Les fusibles et les disjoncteurs protègent le système et préviennent les surcharges.
Autres Composants : La Structure Porteuse
- La structure porteuse des panneaux solaires doit résister aux vents, à la neige et à la corrosion.
- Les boitiers de raccordements assurent l'interface entre les panneaux et le régulateur de charge.
- Le câblage des systèmes photovoltaïques doit être approprié et répond aux spécifications de sécurité.
La Filerie
- Des câbles adaptés aux conditions d'utilisation (extérieur, intérieur, exigences de sécurité) doivent être utilisés.
Le Monitoring
- Des stations météorologiques collectent des données permettant de produire des statistiques sur le rayonnement solaire et de surveiller le système.
Studying That Suits You
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Description
Testez vos connaissances sur les systèmes photovoltaïques, y compris leur fonctionnement, les matériaux utilisés et leur impact sociologique. Ce quiz aborde également des statistiques concernant le potentiel énergétique de l'Algérie et les avantages de l'énergie solaire dans les zones isolées.
