Effet photovoltaïque = conversion de lumière en électricité.
« L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Edmond Becquerel (1820-1891) . L'énergie solaire photovoltaïque permet de convertir directement l'
CHIMIE ET EFFET PHOTOVOLTAÏQUE DEDMOND BECQUEREL À
Mots-clés : effet photovoltaïque photon
Le photovoltaïque: principes et filières inorganiques organiques
2 mars 2011 1839: Découverte de l'effet photovoltaïque par le physicien français ... 1954: Mise au point de la première cellule photovoltaïque à haut.
LENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE
panneau solaire fonctionne par l'effet photovoltaïque c'est-à-dire par la création d'une force électromotrice liée à l'absorption d'énergie lumineuse dans
Chimie et photovoltaïque : dEdmond Becquerel à nos jours un
de l'énergie solaire hier
Caractérisation de panneaux solaires photovoltaïques en conditions
17 juin 2015 B) Mesures et procédures pour l'obtention des caractéristiques I-V (mesure de l'effet capacitif sur module amorphe) .
LE PHOTOVOLTAÏQUE
L'effet photovoltaïque se manifeste quand un photon est absorbé dans un matériau composé de semi conducteurs dopés p (positif) et n (négatif) dénommé comme
CHAPITRE 1 GENERALITE SUR LES CELLULES SOLAIRES I. 1
I. 3. Définition d'une cellule solaire PV ou l'effet photovoltaïque : L'effet photovoltaïque utilisé dans les cellules solaires permet de convertir.
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Le soleil comme source dénergie - Le photovoltaïque
LES PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUES OU COMMENT TRANSFORMER. LA LUMIÈRE EN ÉLECTRICITÉ. De la découverte de l'effet photovoltaïque aux cellules photovoltaïques.
« L’effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Edmond
Effet photovoltaïque : Effet photovoltaïque = conversion de lumière en électricité « L’effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Edmond Becquerel (1820 -1891) L’énergie solaire photovoltaïque permet de convertir directement l’énergie du Soleil en électricité
Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque I- Présentation
Sustainable Energy Science and Engineering Center The solar cell is the basic building block of solar photovoltaics When charged by the sun this basic unit generates a dc photovoltage of 0 5 to 1 0V and in short circuit a
Le photovoltaïque : choix technologiques enjeux matières et
de la transition bas carbone En effet pour construire les infrastructures énergétiques indispensables à l’atteinte des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre qu’elle s’est fixés la France est amenée à mobiliser davantage de ressources minérales dont certaines peuvent être critiques
Cours Energie Solaire Photovoltaïque
L’effet photovoltaïque utilisé dans les cellules solaires permet de convertir directement l’énergie lumineuse des rayons solaires en électricité par le biais de la production et du transport dans un matériau semi-conducteur de charges électriques
L’énergie solaire photovoltaïque - IFDD
Rappel du principe de l’effet photovoltaïque L’effet photovoltaïque peut être illustré par l’exemple suivant qui présente le cas d’une cellule au silicium : • La couche supérieure de la cellule est composée de silicium dopé négativement (par exemple par du Phosphore P)
CHIMIE ET EFFET PHOTOVOLTAÏQUE D’EDMOND BECQUEREL À NOS JOURS
L’EFFET PHOTOVOLTAÏQUE ET LA CONVERSION D’ÉNERGIE Découverte de l’effet photovoltaïque L’effet photoélectrique fut découvert en 1839 lors d’une expérience menée par Edmond Becquerel au Muséum National d’Histoire Naturelle Le scientifique plongea des électrodes couvertes de chlorure d’argent ou de
dossier energie solaire
Tandis que le solaire thermique fonctionne sur l'effet de serre le solaire photovoltaïque repose sur l'effet photoélectrique découvert en 1839 par Antoine Becquerel et théorisé en 1922 par Albert Einstein C'est l'énergie lumineuse qui arrache un ou plusieurs électrons aux atomes de silicium du capteur
Les sytèmes photovoltaïques
PAGE 2 SUR 7 – ER_05_PHOTOVOLTAIQUE DOCS – FEVRIER 2009 Le silicium est le semi-conducteur le plus couramment utilisé car il a un bon rendement Il existe trois types de cellules en silicium : en silicium monocristallin polycristallin ou amorphe Leur rendement varie entre 12 et 16 pour le monocristallin et le polycristallin et il est de 7
Notions de base sur l’énergie solaire photovoltaïque I
6 sur 11 4- Influence e la température Pour un éclairement fixé les caractéristiques I = f(U) et P = f(U) varient avec la température de la cellule photovoltaïque :
Exercices (Energie solaire photovoltaïque)
e- Décrire qualitativement l'effet de cette résistance série 38- Soit un panneau PV parfait qui donne les valeurs suivantes sous un éclairement air mass 1 (AM1) : Voc = 22 32 V Isc = 2 4 A ; il est composé de 36 cellules caractérisée par un courant de saturation égal à 4 10-13 A/cm2
CH P10 L'effet photoélectrique
Effet photoélectrique Travail d’extraction Absorption et émission de photons Enjeux énergétiques : rendement d’une cellule photovoltaïque Décrire l’effet photoélectrique ses caractéristiques et son importance historique Interpréter qualitativement l’effet photoélectrique à l’aide du modèle particulaire de la lumière
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Qu'est-ce que l'électricité photovoltaïque ?
- L’énergie solaire photovoltaïque est une forme d’énergie renouvelable. Elle permet de produire de l’électricité par transformation d’une partie du rayonnement solaire grâce à une cellule photovoltaïque . P lumineuse P électrique pertes
Comment limiter les émissions de GES associées au déploiement du photovoltaïque?
- La prise en compte de l’impact carbone des modules photovoltaïques, mise en œuvre en France dans le cadre des appels d’offres du ministère de la Transition écologique, constitue un levier puissant pour limiter les émissions de GES associées au déploiement du photovoltaïque.
Qu'est-ce que l'énergie solaire photovoltaïque ?
- L’énergie solaire photovoltaïque est une forme d’éénergie renouvelable. Elle permet de produire de l’électricité par transformation d’une partie du rayonnement solaire grâce à une cellule photovoltaïque . P lumineuse P électrique pertes
Quelle est la puissance d’un panneau photovoltaïque ?
- L’unité de cette puissance est le Watt crête, noté Wc . Les constructeurs spécifient toujours la puissance de crête d’un panneau photovoltaïque. Cependant, cette puissance est rarement atteinte car l’éclairement est souvent inférieur à 1000W/m² et la température des panneaux en plein soleil dépasse largement les 25°C.
Exercices (Energie solaire photovoltaïque)
1- Qu'est-ce que une diode Schottky ?
2- Qu'est-ce qu'un contact ohmique ?
3- Est-ce que la caractéristique I-V d'une diode est ohmique ?
4- Qu'est-ce que la barrière de potentiel dans une diode à l'équilibre ?
5- Qu'est-ce la région de déplétion dans une diode ? Trouver lui un autre nom ?
6- Un échantillon de silicium est dopé à 10
16 atomes de phosphore par cm 3 a) Déterminer la concentration ND des donneurs. b) Déterminer la concentration N A des accepteurs. c) Déterminer la concentration n des électrons. d) Déterminer la concentration p des trous.7- Un échantillon de silicium est dopé à 3.10
16 atomes de bore par cm 3 a) Déterminer la concentration N A des accepteurs. b) Déterminer la concentration ND des donneurs. c) Déterminer la concentration p des trous. d) Déterminer la concentration n des électrons.8- Un échantillon de silicium est dopé à l'arsenic, avec une concentration de 2.10
16 atomes par cm 3 , et au bore avec une concentration de 6.10 16 atomes par cm 3 a ) Déterminer la concentration NA des accepteurs. b) Déterminer la concentration N D des donneurs. c) Déterminer la concentration p des trous. d) Déterminer la concentration n des électrons. e) Sachant que µ n = 1000 cm 2 /V.s et que µ p = 400 cm 2 /V.s, calculer la conductivité et la résistivité . f) On soumet l'échantillon à un champ électrique E = 4 V/m. Calculer le courant de conduction qui le traverse.9- Un échantillon de silicium de type n est dopé avec une concentration de 1014
donneurs/cm 3 . On diffuse des atomes accepteurs dans une région de cet échantillon. Si la résistivité de la région p obtenue est de 2,5 -cm, calculer la concentration des accepteurs dans la région p et la concentration totales des impuretés dans cette région.10- Soit une diode en silicium formée par une région n (ND
= 10 18 cm -3 ) et une région p (N A = 10 16 cm -3 a) Calculer la concentration des porteurs majoritaire et minoritaire de chaque côté. b) Calculer l'étendue de la zone de charge d'espace de chaque côté. c) Dessiner la structure des bandes de la diode à l'échelle.11- Soit un cristal de silicium de type p. On excite les électrons à un point x0
donné, la concentration des électrons dans la bande de conduction est alors donnée par : n = n 0 exp Lxx 0 . Exprimer le courant de diffusion en fonction de x.12- Dessiner sur le même schéma la caractéristique I-V d'une cellule solaire et celle de deux
cellules identiques montées en parallèle.13- Justifier le signe + dans V + RS
I dans la formule 2.19 (p 52 du livre).
14- Expliquer l'importance du coefficient d'absorption.
15- D'après vous, quelle est l'étape la plus importante dans la fabrication d'un panneau
photovoltaïque. Justifier.16- Dans une cellule solaire, quel est l'effet sur les paires électrons-trous d'un champ
électrostatique résultant de la variation du gap ?Exercices de révision A.S. Bouazzi Cours PV 2 17- Dessiner la caractéristique I-V sous éclairement d'une cellule solaire (en tant que
générateur) qui donne 2A en court-circuit et 0.6 V en circuit ouvert.18- Dans un panneau photovoltaïque composé de 36 cellules montées en série, quel est
l'effet d'ombrager une seule cellule ?19- Même question si la cellule ombragée est shuntée par une diode.
20- Dans quel cas l'énergie électrique photovoltaïque est plus compétitive par rapport aux
sources d'énergie conventionnelles ?21- Soit les caractéristiques I-V des deux cellules solaires suivantes de la figure 1.
a) Expliquer à partir du graphique, pourquoi la cellule No 2 donne moins de puissance crête que la cellule No 1 ? c) Dessiner la caractéristique des deux cellules montées en série. Justifier.Tension (V)Courant (A)
1 22A0.5V
Fig. 1
22- Un panneau photovoltaïque est formé de 12 cellules identiques connectées de la manière
suivante (fig.2) :Fig. 2
a) Dessiner la caractéristique courant-tension (I-V) d'un tel générateur sachant que la caractéristique d'une cellule d'entre elles est la suivante (fig. 3) : b) Quel est le courant de court-circuit du panneau ? c) Quelle est la tension de circuit ouvert du panneau ? d) Quel est le facteur de courbe (Fill Factor) ? e) Quelle est la puissance crête délivrée en watt ? Exercices de révision A.S. Bouazzi Cours PV 3I (mA)
2000530 V (mV)
fig. 323- a) Dessiner la caractéristique courant-tension d'un générateur photovoltaïque pour
plusieurs intensités d'éclairement. b) Représenter par une croix sur la même courbe les points de puissance maximum. c) Dessiner la caractéristique courant-tension d'un générateur photovoltaïque pour plusieurs températures.24- Tracer la caractéristique I-V d'un générateur photovoltaïque.
a) Tracer la droite qui correspond à la résistance de charge passant par le point optimum. b) Tracer la droite d'une résistance plus élevée c) Hachurer la puissance consommée par cette dernière résistance.25- La fonction de génération des porteurs dans l'équation de diffusion est définie par:
G(x) =
(x) = dx dx(), où (x) est le flux de photons au point d'abscisse x.Extraire G(x).
26- Quel est l'ordre de grandeur de l'épaisseur d'une cellule solaire qui possède un
coefficient d'absorption de 10 4 cm -1 et qui soit capable d'absorber 95% de la lumière qui lui tombe dessus ? Justifier votre réponse.27- Déterminer la densité de courant due à un flux de photons
absorbés avec un coefficient d'absorption dans la zone de charge d'espace d'une jonction p-n délimitée par les abscisses d et d+w.28- Tracer schématiquement la réponse spectrale d'une photopile en fonction de la longueur
d'onde pour un semiconducteur dont l'énergie du gap est de 1.25 eV et qui possède une grande vitesse de recombinaison superficielle.29- Soit une caractéristique I-V d'une cellule solaire de surface 100 cm2, avec Voc = 0.56 V,
Isc = 2 A et le facteur de courbe ff = 75%. Si l'éclairement est de 1 kW/m2, calculer son rendement.30- Quel est le facteur de courbe extrême d'une cellule possédant une grande résistance série
Rs et une faible résistance parallèle Rsh.
31- Quelles sont les solutions optiques pour améliorer le rendement des cellules.
32- Soit un panneau PV parfait qui donne les valeurs suivantes sous un éclairement air mass
1 (AM1) :
Voc = 18 V, Isc = 2.5 A
a/ Donner la caractéristique I-V du panneau b/ Calculer les deux résistances de charge qui correspondent aux tensions 90 et 95% de la tension de circuit ouvert.33- Dessiner le schéma d'une installation PV domestique isolée.
34- Dessiner le schéma d'une installation domestique connectée au réseau.
35- Tracer la courbe de charge d'un élément de batterie acide plomb (tension de charge en
fonction de la durée de charge, échelle linéaire) sous 5 A.Exercices de révision A.S. Bouazzi Cours PV 4 36- a) Calculer le nombre de batteries (110 Ah) nécessaires pour alimenter une maison
(consommation 5 kWh/jour) pendant trois jours sans soleil sans que les batteries soient déchargées à plus de 50%. b) Calculer la puissance crête des panneaux qui peuvent recharger ces batteries pendant trois jours d'ensoleillement (mois de mars)37- Dessiner la caractéristique I-V de 12 cellules identiques (Isc = 2A, Voc = 6V, Rs = 0 ,
Rsh = ) montées de la manière suivante :
fig. 4 a- Ecrire sur la figure 4 la valeur du courant et de la tension aux points remarquables. b- Hachurer sur la caractéristique que vous avez dessinée la surface d'énergie maximum et porter dessus Im et Vm. c- Donner l'équation courant-tension d'une cellule idéale. d- Ecrire la même équation en tenant compte d'une résistance série Rs non nulle. e- Décrire qualitativement l'effet de cette résistance série.38- Soit un panneau PV parfait qui donne les valeurs suivantes sous un éclairement air mass
1 (AM1) :
Voc = 22.32 V, Isc = 2.4 A ; il est composé de 36 cellules caractérisée par un courant de saturation égal à 4 10 -13 A/cm 2 a- Dessiner la caractéristique I-V du panneau et dessiner dessus une résistance de charge qui correspond à 50 % de la puissance. b- Calculer le facteur de courbe du panneau sachant que dans les conditions optimales il donne une tension maximale et un courant maximal respectivement de 19.5 V et2.3 A.
c- Calculer approximativement les deux résistances de charge qui correspondent à 50 % de la puissance maximale du panneau. d- Si chacune des cellules possède un rendement de 15%, calculer l'aire de chaque cellule en cm 239- La caractéristique I-V suivante est celle d'un panneau photovoltaïque formé de 36
cellules identiques connectées en série sous un éclairement Air Mass 1 (AM1).I (mA)
210019.8 V (V)
Exercices de révision A.S. Bouazzi Cours PV 5 1/ Quelle est l'intensité de court-circuit délivrée par une seule cellule sous AM1 ?
2/ Quelle est la tension de circuit ouvert délivrée par une seule cellule sous AM1 ?
3/ Dessiner la caractéristique sur votre copie et dessiner dessus la surface représentant
la puissance crête délivrée par le panneau.4/ Estimer d'après la figure les valeurs maximales I
m et V m de la puissance crête.5/ Quel est le facteur de courbe du panneau.
6/ Quel est le rendement d'une de ces cellules si sa surface est de 100 cm
2 ? (On suppose que ce courant est délivré sous éclairement de 100 mW/cm 27/ Dessiner sur la caractéristique les droites qui représentent des résistances de charge
consommant seulement 50% de la puissance délivrée.8/ Calculer les valeurs de ces deux résistances.
40- (janvier 04) Soit la caractéristique I-V d'une pompe hydraulique fonctionnant en
courant continu. On dispose de 160 cellules solaires identiques, Chacune donne 2 ampères en court-circuit et 0.5 volts en circuit ouvert sous éclairement solaire maximumquotesdbs_dbs14.pdfusesText_20[PDF] effet positif des gains de productivité
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