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