Master EnergÃ©tique et Environnement : TP Energie Solaire

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Master Energétique et Environnement : TP Energie Solaire Page | 12 Figure 16 : Principe de la cellule à hétérojonction. b) Caractéristique U/I de la cellule solaire Pour le spécialiste, la caractéristique d'une cellule ou d'un module est un critèred'appréciation très important.L'illustration montre la courbe U/I typique d'une cellule PV pour différentes intensités derayonnement ainsi que pour différents types de matériaux. Figure 17 : Courbe caractéristique courant tension d’une cellule pour différents éclairements et pour différentes technologies. La figure suivante montre l’allure très caractéristique de la puissance. La puissance maximum qui se trouve être atteinte pour une plage restreinte de valeur devra être recherchée à tout instant quelque soit l’état d’éclairement. Figure 18 : Caractéristiques majeures d’une cellule PV Effet de la température De même, toute l’énergie des photons n’arrivant pas à se transformer en électricité est absorbée par le matériau sous forme thermique. Le matériau constituant les capteurs PV a alors sa température interne qui augmente proportionnellement à l’énergie solaire reçue. Le taux de conversion photon-électron est faible car un certain nombre de conditions doivent être réuni pour UPMC | Contact : philippe.guibert@upmc.fr Exemplaire provisoire
Master Energétique et Environnement : TP Energie Solaire Page | 13 que ce phénomène se produise. L’effet thermique est donc majoritaire sur la plupart des capteurs,détériorant d’autant plus les performances de ces derniers. La température est un paramètre important puisque les cellules sont exposées au rayonnement solaire, susceptible de les échauffer. De plus, une partie du rayonnement absorbé n'est pas convertie en énergie électrique : elle se dissipe sous forme de chaleur. C'est pourquoi la température d'une cellule est toujours plus élevée que la température ambiante. Pour estimer la température de cellule Tc à partir de la température ambiante Ta, on peut utiliser la formule de correction suivante : Es T = T + TUC − 20 j a ( ) 800 TUC est la température nominale de fonctionnement de la cellule solaire. Ta est la température ambiante, Es est l'énergie d'ensoleillement. Figure 19 : Evolution de la puissance fournie par une cellule PV lorsque sa température de fonctionnement augmente. Un élément clé dans ces recherches est la capacité de conversion photovoltaïque, il nous faut donc parler du « graal » des recherches dans le domaine du photovoltaïque qui est l’obtention de rendements très élevés. Ces recherches s’appuient sur l’analyse théorique de la conversion photonélectron adaptée à l’ensemble du spectre solaire. Celles-ci montrent que le rendement maximum théorique serait alors d’environ 85%. On est loin de ces rendements. La Figure suivante montre l’évolution des rendements record des principales filières photovoltaïques actuelles. On y retrouveles différentes cellules au silicium monocristallin et poly-cristallin, les cellules ausilicium amorphe, les cellules en alliage de diSéléniure de Cuivre Indium Galium (notéCIGS), au tellurure de cadmium (CdTe), mais aussi les cellules à base de composés III-V quiappartiennent à la catégorie des cellules multi-jonctions. UPMC | Contact : philippe.guibert@upmc.fr Exemplaire provisoire
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