Pourquoi les batteries Li-Ion dominent-elles l’électronique portable ?
Elles ont un rendement élevé, un nombre de cycles important et une énergie massique élevée.
Quelles protections nécessitent les batteries Li-Ion ?
Un BMS et des protections contre la surcharge, la décharge profonde et la température.
Quel est l'avantage principal des batteries plomb-acide en coût et sécurité ?
Elles offrent un faible coût et un risque incendie généralement plus faible.
Quelle est l'énergie massique typique des batteries plomb-acide ?
Elle est de l’ordre de 30-50 Wh/kg.
Quelle énergie massique ont les batteries Li-Ion comparées aux plomb-acide ?
120-200 Wh/kg contre 30-50 Wh/kg pour les plomb-acide.
Quelle différence de rendement existe entre batteries Li-Ion et plomb-acide ?
90-95 % pour Li-Ion contre 70-85 % pour plomb-acide.
Quelle durée de vie ont les batteries Li-Ion comparée aux plomb-acide ?
5 à 20 ans pour Li-Ion contre 3-10 ans pour plomb-acide.
Quels critères distinguent les chimies Li-Ion NMC, NCA, LTO, LFP et LCO ?
Leurs matériaux, énergie massique, durée de vie, coût et applications.
Quels sont les composants d'une batterie plomb-acide ?
Un électrolyte d’acide sulfurique aqueux, une anode en plomb et une cathode en oxyde de plomb.
Quels matériaux composent l'anode et la cathode d'une batterie LFP ?
L'anode est en graphite et la cathode en phosphate de fer lithié LiFePO₄.
Quel électrolyte utilise une batterie LFP ?
Un électrolyte de sel de lithium LiPF₆ dans des solvants carbonates.
Que se passe-t-il à l'anode lors de la décharge d'une batterie ?
L’anode s’oxyde et libère des électrons dans le circuit externe.
Quel est le rôle de la cathode lors de la décharge d'une batterie ?
La cathode capte les électrons et se réduit.
Dans quelle direction migrent les ions dans l'électrolyte lors de la décharge ?
De l’anode vers la cathode.
Quelle réaction chimique se produit au graphite lors de la décharge d'une batterie LFP?
Le lithium quitte le graphite selon .
Quelle réaction chimique se produit au phosphate de fer lors de la décharge d'une batterie LFP?
Le phosphate de fer capte le lithium et l’électron selon .
Quelle conséquence a une décharge profonde répétée sur une batterie plomb-acide?
Elle favorise la formation de cristaux isolants de PbSO₄ et la sulfatation.
Quelle est la limite de décharge généralement fixée pour une batterie plomb-acide?
Environ 70-80 %.
Que se passe-t-il aux ions Li⁺ pendant la recharge d’une batterie LFP?
Ils quittent la cathode LiFePO₄ vers l’anode.
Comment évolue la cathode lors de la recharge d’une batterie LFP?
Elle revient vers FePO₄.
Que fait le graphite pendant la recharge d’une batterie LFP?
Il récupère le lithium pour redevenir LiC₆.
Quel est le protocole de charge CC-CV pour une batterie?
Charge d’abord à courant constant, puis à tension constante jusqu’à la fin.
Qu'est-ce que l'autodécharge dans une batterie ?
Une perte progressive de capacité par réactions internes sans courant utile.
Quel effet a une température élevée sur l'autodécharge des batteries ?
Elle augmente l'autodécharge et le vieillissement au repos.
Qu'est-ce que la stratification dans une batterie plomb-acide ?
Une distribution non uniforme de la densité de l'électrolyte.
Quel est l'effet de la stratification sur la conductivité de l'électrolyte ?
Elle diminue la conductivité dans les zones pauvres en acide.
Quelle formule exprime la loi de Peukert liant capacité et courant ?
Que représente l'exposant n dans la loi de Peukert ?
La non-linéarité avec n supérieur à 1.
Quelle formule approxime la tension d'une batterie en décharge ?
Quelle est la valeur approximative de la résistance interne r d'une batterie ?
Environ 10 mΩ.
Quelle fonction principale a un régulateur photovoltaïque ?
Il gère la charge et la décharge des batteries et indique l’état de l’installation.
Quelle limite de courant de charge impose un régulateur pour une batterie plomb-acide ?
Il limite le courant à 25 % de C10, soit C4.
Quel courant maximal accepte une batterie C10 de 100 Ah selon le régulateur ?
Elle accepte un courant maximal de 25 A.
Quelle est la limite de charge maximale d’un régulateur tout-ou-rien ?
Elle est d’environ 75 % de la charge maximale.
Quelle caractéristique distingue un régulateur MLI d’un tout-ou-rien ?
Le MLI abaisse et filtre la tension mais n’exploite pas toute la puissance PV.
Quel avantage a un régulateur MPPT par rapport aux autres ?
Il permet d’atteindre un état de charge maximal de 100 %.
Que convertit un onduleur photovoltaïque ?
Une tension et un courant continus en une tension et un courant alternatifs.
Avec quelles tensions continues un onduleur autonome doit-il être compatible ?
Avec des systèmes de 12 V, 24 V ou 48 V.
Quelle tension alternative fournit généralement un onduleur autonome ?
230 V efficaces à 50 Hz.
Que doit couvrir la puissance nominale d’un onduleur ?
La somme des puissances utilisées simultanément.
Quelle marge est recommandée pour la puissance nominale d’un onduleur ?
Une marge de 20 à 30 % pour les démarrages et conditions défavorables.
Qu'est-ce que le facteur GES dans une analyse environnementale ?
Un indicateur estimant la quantité d'émissions de gaz à effet de serre d'une activité.
Quelle formule calcule les émissions de gaz à effet de serre (GES) ?
En quelle unité s'exprime le facteur GES dans la formule des émissions ?
En kgCO₂e par kWh.
Quelles étapes inclut l'ACV d'un système batteries et source d'électricité ?
Acquisition, prétraitement, fabrication, assemblage, transport, utilisation, fin de vie.
Quelle phase représente 67,78 % des émissions dans le scénario PV France ?
La phase d'utilisation.
Quel est le total des émissions ACV dans le scénario PV France ?
1858,73 kgCO₂e.
Quel est le facteur d'émission par kWh de capacité dans le scénario PV France ?
279,36 kgCO₂e par kWh.
Quelle est la fréquence de commutation industrielle des MOSFET-SiC ?
80-100 kHz.
Quelle fréquence de commutation dépassent les HEMT-GaN ?
Plus de 100 kHz.
À quelle fréquence fonctionnent les IGBT-Si ?
Environ 10-20 kHz.
Pour une charge de 15 kVA, quel composant convient à toutes fréquences avec meilleur rendement ?
Le MOSFET-SiC.
Combien de cycles de charge ont les batteries Li-Ion et plomb-acide ?
800-6000 cycles pour Li-Ion et 200-500 cycles pour plomb-acide.
Quels éléments composent la cathode de la chimie NMC ?
Nickel, manganèse, cobalt et lithium.
Quelle est l'énergie massique typique de la chimie NMC ?
150-220 Wh/kg.
Combien de cycles environ offre la chimie NMC ?
Environ 1000-2000 cycles.
Quels éléments composent la cathode de la chimie NCA ?
Nickel, cobalt, aluminium et lithium.
Quelle est l'énergie massique typique de la chimie NCA ?
200-260 Wh/kg.
Quelle anode utilise la chimie LTO ?
Une anode à base de lithium et de titane.
Quel est le coût relatif de la chimie LTO ?
Un coût très élevé.
Quelle est la réaction globale de décharge dans une batterie plomb-acide ?
Quelle réaction chimique se produit lors d'une surcharge contrôlée en fin de charge ?
Comment le dégagement gazeux agit-il dans une batterie plomb-acide en surcharge ?
Il brasse l'électrolyte et réduit la stratification.
Quand apparaissent les gradients de concentration en Li⁺ dans les batteries Li-Ion ?
Lors de forts courants, basse température ou vieillissement.
Quel est l'effet des gradients de concentration en Li⁺ sur la batterie Li-Ion ?
Ils augmentent la résistance interne.
Quelle est la plage typique de l'exposant de Peukert pour les batteries plomb-acide ?
Entre 1,1 et 1,7.
Quelle est la plage typique de l'exposant de Peukert pour les batteries Li-Ion ?
Entre 1,01 et 1,1.
Quelle capacité nominale a une batterie C6 qui fournit 11 A pendant 6 heures ?
66 Ah.
Quel est le coefficient de température de tension pour un accumulateur plomb-acide 2 V ?
Environ 0,2 mV/°C.
Quels sont les rendements moyens d’un régulateur tout-ou-rien ?
Ils sont de 97 à 100 %.
Quels rendements moyens a un régulateur MLI avec MPPT ?
Ils sont de 90 à 95 %.
Quel est le rendement maximal d’un onduleur photovoltaïque ?
Environ 95 %.
Quel rendement dépasse un onduleur à faible charge de 10 % ?
Un rendement supérieur à 90 %.
Quelle est la plage de fonctionnement en température d’un onduleur ?
De -25 °C à 60 °C.
Comment réduire les émissions dans la fabrication des cellules photovoltaïques ?
Par relocalisation, choix de chimies moins impactantes et sources à faible empreinte carbone.
Quels composants silicium sont considérés comme classiques ?
GTO-Si, diodes-Si, IGBT-Si et MOSFET-Si.
Quels composants rapides sont étudiés en puissance ?
MOSFET-SiC et HEMT-GaN.
Quelle réduction de masse des onduleurs entre 2008 et 2018 ?
De 1129 kg à 77 kg.
Quelle puissance les onduleurs ont-ils atteinte en 2018 ?
125 kW.
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1. Quelle caractéristique explique l’intérêt des batteries plomb-acide dans certaines installations malgré leur faible énergie massique ?
2. Une application exige une faible perte d’énergie pendant la conversion et une longue durée d’utilisation : quelle technologie présente l’avantage le plus net ?
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