Caractéristiques d’une Caractéristiques d’une cellule PVcellule PV
Réponse spectraleRéponse spectraleDomaine du spectre solaire concernéDomaine du spectre solaire concerné
Réponse spectraleRéponse spectraleRéponse spectrale des cellules (spectre unitaire)Réponse spectrale des cellules (spectre unitaire)
Réponse spectraleRéponse spectraleRéponse spectrale des cellules (énergie utilisée)Réponse spectrale des cellules (énergie utilisée)
Rendements théoriquesRendements théoriques
Pertes annexesPertes annexes•Réflexion de la lumière sur la cellule •Zones de la cellule couvertes par les contacts•Conduction : recombinaison de certains électrons et trous (Rsérie et Rshunt)
RendementsRendementsTechnologie
Rendement
Module cellule (labo)commer
cialen labo
Monocristallin 13-17 22.7 24.7
Polycristallin 11-15 16.2 20.3
Couche minces amorphes 6-7
Silicium sur ruban ( ou EFG) 12-14 27
Silicium amorphe 5-9 10.4 13.4
Silicium cristallin en couche mince
7 9.4
CIS Et CIGS (Gallium) 9-12 13.5 19.5
Tellurure de Cadmium CdTe 6-9 16.7
Arseniure de Gallium 25
(GaAs) 25-31
Cellules organiques 5-8
Cellule de Graetzel 8.4 11
Cellules multijonctions 25-30 40.7
GaAsN(P)
ZnMnOTe
Cellules tandem à fil quantique
Caractéristique électriqueCaractéristique électrique
diodediode
I d
V
V
I d
0,6
1qV
kTd SI I e
Jonction PN éclairéeJonction PN éclairée
I d
V
V
I d
0,6
P<0 générateur
P>0
P>0
E1
E1
1qV
kTd CC SI I I e
I CC I d
I
V
1qV
kTd CC SI I I e
V
I d
0,6
P>0 générateur
E1
E2
Modèle générateurModèle générateur
Caractéristique électriqueCaractéristique électrique
Modèle courantModèle courant
I CC I d
I
V
Rsérie
Rshunt
1
Série
d
q V I R
SériekTCC S
shunt
I
V I RI I I e
R
14444444244444443
V
I
I CC
VCO
On peut simplifier le On peut simplifier le modèle modèle
I d
I
V
I CC
VC0
Schéma équivalentSchéma équivalentOn modélise une cellule photovoltaïque par le schéma ci-dessous dans On modélise une cellule photovoltaïque par le schéma ci-dessous dans lequel la diode (diode parfaite hormis une tension de seuil de 0,7 V) traduit lequel la diode (diode parfaite hormis une tension de seuil de 0,7 V) traduit la non linéarité de sa caractéristique. la non linéarité de sa caractéristique.
Pour l’étudier on utilise deux modèles correspondants à deux plages de Pour l’étudier on utilise deux modèles correspondants à deux plages de tension. tension.
Le premier modèle est pris pour une tension V comprise entre 0 et 0,68 V. Le premier modèle est pris pour une tension V comprise entre 0 et 0,68 V.
Le second pour une tension supérieure. A 0,68 V jusqu’à obtenir 0ALe second pour une tension supérieure. A 0,68 V jusqu’à obtenir 0A1°) Modélisation1.1°) Déterminer le MET du premier modèle1.2°) Déterminer le MET du second modèle1.3°) Tracer les deux caractéristiques I=f(V) sur un même graphique2°) Puissances en jeu2.1°) Déterminer la puissance maximale débitée par la cellule
(facultatif tracé de P= f (V))2.2°) On souhaite obtenir un panneau qui pourrait si la cellule était
parfaite (0,7V , 3 A) délivrer 210 W sous 35 V. Quel est alors l’assemblage série parallèle à effectuer.
2.3°) Dans ce cas quelle est la puissance réellement fournie.
I d
I
V
+
V
I
Schéma
Vd = 0,7 V
Caractéristique électriqueCaractéristique électriqueI=f(V) et P=f(V)I=f(V) et P=f(V)
I (A)
V(V)
I CC
VCO
2
4
10
Cellule idéale
Caractéristique réelle (1000W/ m2, 25°)
Courbes d’isopuissance
Pmax = 102 W
750W/ m2, 25°
Lieu des puissances maximales
400W/ m2, 25°
V(V) 10
P(W)
Pmax = 66 W
Pmax = 29 W
100
50
20
Pmax idéale
max
CO CC
PfV I
Puissance Puissance crête: Pcrête: Pmaxmax STCSTC
Caractéristique électriqueCaractéristique électriqueInfluence de l’éclairementInfluence de l’éclairement Influence de la températureInfluence de la température
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