Cellule Photovoltaïque – Sciences De L'Ingénieur / Mourir Peut Attendre Streaming Vf

Elle s'exprime en W/m 2 (watt par mètre carré). Les cellules photovoltaïques les plus répandues sont constituées de semi-conducteurs, principalement à base de silicium (Si). Elles se présentent généralement sous la forme de fines plaques d'une dizaine de centimètres de côté, prises en sandwich entre deux contacts métalliques, pour une épaisseur de l'ordre du millimètre. Association de cellules Les cellules sont souvent réunies dans des modules solaires photovoltaïques ou panneaux solaires, en fonction de la puissance recherchée. Schéma équivalent cellule photovoltaique dans. Un panneau solaire photovoltaïque est un générateur électrique de courant continu constitué d'un ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles électriquement. Bilan énergétique Le rendement énergétique d'un panneau photovoltaïque est d'environ 10 à 20%. Caractéristiques Le comportement d'une cellule peut être synthétisé dans un graphe qu'on appelle caractéristique courant-tension. Remarque: tout dipôle électrique est entièrement défini par sa caractéristique courant-tension, qui lui est propre.

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6). Ce point P M est obtenu en modifiant la valeur de la résistance externe, quand l'aire du rectangle défini par les axes Ox, Oy et les droites x = I m et y= V m passe par un maximum. Le nom "facteur de forme" (fill factor) dérive de la représentation graphique. Il est défini par la relation suivante:𝐹𝐹 = 𝑃 𝑚𝑎𝑥 𝑉 𝑜𝑐 ×𝐼 𝑠𝑐 = 𝑉 𝑚×𝐼𝑚 𝑉 𝑜𝑐 ×𝐼 𝑠𝑐 Il est égal au rapport de la surface du rectangle P max défini par la Figure I. 6, sur celle du rectangle dont les côtés mesurent V oc et I sc. Plus ce paramètre est élevé, meilleure est l'efficacité de conversion. En dehors de ce point de fonctionnement P M particulier, la diminution du courant par recombinaison intervient à des points de fonctionnement ayant V x supérieur à V M et des pertes par dissipation (effet joule) des résistances séries apparaissent dans le cas I >I M. Caractérisation physique des cellules photovoltaïques :. Plus la cellule solaire montre un comportement idéal, plus les surfaces des deux rectangles sont proches, et plus la valeur du facteur de forme augmente.

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On peut utiliser du tellurure de cadmium ou du CIGS (cuivre / indium / gallium / sélénium). Les rendements en laboratoire sont proches de ceux du silicium (22, 1% et 23, 3% respectivement). Le silicium peut également être utilisé en couches minces s'il est sous sa forme « amorphe » (non cristallisée). C'est la technologie rencontrée depuis longtemps dans les petites calculatrices mais le rendement est plus faible. Les cellules organiques 1 micron: l'épaisseur (1/1000 de mm) du semi-conducteur déposé pour fabriquer les cellules photovoltaïques à couches minces. Schéma équivalent cellule photovoltaique au. Fondées sur des molécules ou des polymères de la chimie organique et non plus sur des semi-conducteurs minéraux comme les précédentes, elles commencent à avoir des applications. Leurs rendements sont encore faibles et la stabilité à long terme n'est pas suffisante mais ces cellules pourraient avoir un très bas coût de production. On rencontre aussi des cellules à pigments photosensibles inspirées de la photosynthèse La photosynthèse est le processus par lequel les plantes (sous l'action de la lumière du soleil) transforment le CO2 et l'eau en matière végétale... végétale appelées cellules à colorants.

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6) Deux régimes peuvent être observés suivant le degré d'éclairement (Figure I. 7).  Régime des faibles flux lumineux: dans ce cas, I ph << I s, ce qui permet d'écrire: 𝐿𝑜𝑔 [1 + 𝐼 𝑝ℎ 𝐼 𝑠] ≃ 𝐼 𝑝ℎ 𝐼 𝑠, d'où 𝑉 𝑐𝑜 ≃ 𝐾𝑇 𝑞 𝐼𝑝ℎ 𝐼 𝑠: c'est la zone de comportement linéaire de lacellule. La formule précédente peut s'écrire aussi V co = R 0 I ph, en posant 𝑅 0 = 𝐾𝑇 1 𝐼𝑠: R 0 est la résistance interne de la diode en polarisation externe nulle (circuit ouvert) et sous faible flux lumineux.  Régime des flux lumineux suffisamment intenses pour que I ph >> I S, soit 𝐼 𝑝ℎ 𝐼𝑠 ≫ 1, d'où: 𝑞 𝐿𝑜𝑔 𝐼 𝑝ℎ 17 Figure I. 8: différents régimes selon la puissance d'éclairement. I. 3. La résistance shunt. Facteur de forme, FF La puissance fournie au circuit extérieur par une cellule photovoltaïque sous éclairement dépend de la résistance de charge (résistance externe placée aux bornes de la cellule). Cette puissance est maximale (notée P max) pour un point de fonctionnement PM (I M, V M) de la courbe courant-tension (courant compris entre 0 et I sc et tension comprise entre 0 etV oc) (Figure I.

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L'équation du courant devient:     I 01: courant de saturation de la diode D1, I 02: courant de saturation de la diode D2, q: charge élémentaire, k: constante de Boltzmann, T: température, n 1 et n 2: coefficients d'idéalité des diodes D1 et D2. Pour une cellule photovoltaïque idéale, l'équation (II-13) peut être réécrite plus   ph i s I kT n I qV V I           exp 1 (II-13) La mesure de la caractéristique courant – tension (I-V) à l'obscurité est également utile pour analyser le fonctionnement d'une cellule solaire, cette caractéristique à l'obscurité est identique à celle d'une diode. La caractéristique (I-V) d'une cellule solaire sous éclairement ou à l'obscurité est présentée dans la figure II-9. Figure II-9: Caractéristique (I-V) d'une cellule solaire [33] Les grandeurs caractéristiques de la cellule peuvent être extraites depuis ce graphe: * Le courant de court circuit I sc. * La tension de circuit ouvert V oc. Schéma équivalent cellule photovoltaique de. * Le courant I max et la tension V max tels que le produit des deux soit maximal déterminant ainsi la puissance maximale ou utile fournie par la cellule (figures II-9, II-10).

La puissance électrique créée, dite puissance crête, est un pourcentage de la puissance solaire reçue. Si un panneau d'1 m 2 produit une puissance électrique de 200 W, son rendement sera de 20%. Schéma équivalent et caractéristique courant-tension de la cellule solaire:. Le rendement de ce type de cellules ne peut pas dépasser une limite théorique d'environ 33%, appelé « limite de Shockley-Queisser ». L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par le physicien français Edmond Becquerel Dans les conditions réelles, la quantité d'électricité que produira la cellule, appelée le « productible », sera calculée en tenant compte de son rendement, du niveau d'ensoleillement moyen de la région sur un an et des conditions de l'installation. L'énergie solaire incidente passe de 1 MWh/m 2 /par an en région parisienne, à environ 1, 7 dans le sud de la France et près de 3 dans le désert du Sahara. Un panneau de 15% de rendement produira donc 150 kWh/m 2 /an en région parisienne et 450 dans le Sahara. Les différents types de cellules photovoltaïques On distingue trois grandes familles de cellules.

Lorsqu'ils frappent un élément semi-conducteur Un semi-conducteur est un matériau dont la capacité à conduire l'électricité (la conductivité), initialement faible, peut augmenter en fonction de certains facteurs... comme le silicium Les cristaux de silicium sont issus de la silice, principal composant du sable et du quartz. Le silicium est un matériau semi-conducteur., ils arrachent des électrons à ses atomes L'atome est le constituant fondamental de la matière, la plus petite unité indivisible d'un élément chimique.... Ces électrons se mettent en mouvement, de façon désordonnée, à la recherche d'autres « trous » où se repositionner. Mais pour qu'il y ait un courant électrique, il faut que ces mouvements d'électrons aillent tous dans le même sens. Pour les y aider, on va associer deux types de silicium. La face exposée au soleil est « dopée » avec des atomes de phosphore qui comportent plus d'électrons que le silicium, l'autre face est dopée avec des atomes de bore Le bore est un élément chimique (symbole B) de type métalloïde et semi-conducteur... qui comportent moins d'électrons.

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