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RÉSUMÉ
La production d'électricité d'origine photovoltaïque, basée sur la conversion de la lumière du soleil, est en pleine expansion depuis deux décennies. Les dispositifs photovoltaïques et leur usage en tant que générateur de courant sont présentés, avec des explications théoriques concernant l'énergie solaire. Et en conclusion, une question pratique : quel est le dimensionnement d'une installation photovoltaïque fournissant les besoins en énergie électrique d'une famille de quatre personnes ? On prendra en compte les données d'ensoleillement de la région d'habitation.
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Abdelilah SLAOUI : Directeur de recherche - Laboratoire des Sciences de l’ingénieur, de l’informatique et de l’imagerie (ICUBE), CNRS et Université de Strasbourg
INTRODUCTION
La production d’électricité d’origine photovoltaïque, basée sur la conversion de la lumière du soleil, est en pleine expansion depuis deux décennies. Sa part dans le bouquet énergétique mondial de 2050 sera certainement importante compte tenu de la pénurie et/ou de la pollution des autres ressources.
Ce premier dossier [BE 8 578v2], consacré à la production d’électricité par conversion de la lumière du soleil à l’aide de cellules solaires, permet de donner au lecteur un minimum de connaissances des principes de la conversion photovoltaïque, incluant des notions relatives à l’énergie transmise par le soleil, ainsi que quelques éléments de physique des semi-conducteurs et des principaux mécanismes de transport des charges électriques. La connaissance des caractéristiques électriques fondamentales (tension, courant et rendement de conversion) du dispositif photovoltaïque et son usage en tant que générateur de courant (convertisseur lumière-électricité) sont nécessaires pour une évaluation rapide du dimensionnement d’une installation photovoltaïque.
Dans le dossier suivant [BE 8 579v2] les différentes filières d’élaboration du dispositif photovoltaïque de la cellule classique (à base de silicium massif) aux couches minces sont abordées ainsi que les potentialités d’autres matériaux semi-conducteurs binaires ou ternaires et organiques.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2007 par Jean-Claude MULLER
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Physique du rayonnement solaire
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4. Convertisseur photovoltaïque
4.1 La cellule, un élément générateur de courant
Il est souvent très utile pour les utilisateurs et installateurs de systèmes photovoltaïques de considérer la cellule en tant qu’un élément générateur de courant.
HAUT DE PAGE4.1.1 Schéma équivalent d’une cellule solaire
Le schéma équivalent d’une cellule solaire (figure 13) comprend le générateur d’énergie, dont le courant I ph est proportionnel à l’éclairement. Le courant I , défini par la relation (7), circule dans le circuit extérieur (c’est-à-dire dans la charge et dans la résistance série R s). Il est égal à la différence entre le courant I ph et le courant perdu dans la diode I d qui circule dans la résistance de shunt R sh .
Les valeurs de R s résistance série et R sh de shunt doivent être très faibles pour la première et élevées pour la seconde. Les valeurs typiques sont :
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Convertisseur photovoltaïque
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RICAUD (A.) - Photopiles solaires « De la physique de la conversion photovoltaïque aux filières, matériaux et procédés ». - Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Lausanne (1997).
-
(2) - KITTEL (C.) - Physique de l’état solide. - Dunod Université, Paris (1994).
-
(3) - GREEN (M.A.), WANG (A.), ZHENG (G.F.), ZHANG (Z.), WENHAM (S.R.), ZHAO (J.), SHI (Z.), HONSBERG (C.B.) - 23,5 % efficiency and other recent improvements in silicon solar cell and module performance. - Proc. 12th EC PVSEC, p. 776, Amsterdam (1994).
-
(4) - YASUI (R.K.), SCHMIDT (L.W.) - * - Proc. 8th IEEE PV specialists Conf., p. 110 (1970).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Électricité photovoltaïque – Matériaux et filières technolo-giques.
ANNEXES
(portails, pages personnelles, forums, listes de discussion)
HAUT DE PAGE
European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC) : https://www.photovoltaic-conference.com/
IEEE Photovoltaics Specialist Conference (IEEE PVS) : https://www.ieee-pvsc.org/PVSC46/
European Materials Research Society (EMRS) Conference : https://www.european-mrs.com/
International School on Materials for Renewable Energy : https://agenda.ct.infn.it/event/1192/
Journées Nationales sur le Photovoltaïque (JNPV) : http://jnpv.geeps.centralesupelec.fr/
Journées Nationales de l’Énergie Solaire (JNES) : http://www.jnes.fr/
...
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