Transcript Caractéristiques d`une cellule PV

Caractéristiques d’une
cellule PV
Réponse spectrale
Domaine du spectre solaire concerné
Réponse spectrale
Réponse spectrale des cellules (spectre unitaire)
Réponse spectrale
Réponse spectrale des cellules (énergie utilisée)
Rendements théoriques
Pertes 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)
Rendements
Rendement
Module
cellule
(labo)
commerci
al
en labo
Monocristallin
13-17
22.7
24.7
Polycristallin
11-15
16.2
20.3
Technologie
Couche minces amorphes
Silicium sur ruban ( ou EFG)
Silicium amorphe
6-7
12-14
27
5-9
10.4
7
9.4
CIS Et CIGS (Gallium)
9-12
13.5
Tellurure de Cadmium CdTe
6-9
Silicium cristallin en couche
mince
Arseniure de Gallium
(GaAs)
13.4
19.5
16.7
25
25-31
Cellules organiques
5-8
Cellule de Graetzel
8.4
11
25-30
40.7
Cellules multijonctions
GaAsN(P)
ZnMnOTe
Cellules tandem à fil quantique
ICC
Caractéristique électrique
Id
Id
 qVkT

I d  I S  e  1




V
diode
V
0,6
Id
Id
Jonction PN éclairée
P>0
V
I d   I CC
V
E1
0,6
E1
P<0  générateur
P>0
Modèle générateur
Id
I
 qVkT

 I S  e  1




P>0 générateur
Id
V
E2
E1
V
0,6
I d  I CC
 qVkT

 I S  e  1




Caractéristique électrique
Modèle courant
I  I CC
 qV  I RSérie   V  I  RSérie
 I S e kT
 1 
Rshunt




144444442 44444443
Id
I
Rsérie
I
ICC
ICC
Id
Rshunt
VCO
V
V
I
On peut simplifier le
modèle
ICC
Id
V
VC0
Schéma équivalent
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
la non linéarité de sa caractéristique.
Pour l’étudier on utilise deux modèles correspondants à deux plages de
tension.
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 0A
1°) Modélisation
1.1°) Déterminer le MET du premier modèle
1.2°) Déterminer le MET du second modèle
1.3°) Tracer les deux caractéristiques I=f(V) sur un même graphique
2°) Puissances en jeu
2.1°) 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
+
I
Id
V
V
Vd = 0,7 V
Schéma
Caractéristique électrique
I(A)
Lieu des puissances
maximales
Courbes d’isopuissance
I=f(V) et P=f(V)
Pmax idéale
Cellule idéale
ICC
Caractéristique réelle (1000W/m2, 25°)
Pmax
f 
VCO  I CC
Puissance
crête: Pmax STC
4
750W/m2, 25°
2
400W/m2, 25°
P(W)
Pmax = 102 W
Pmax = 66 W
Pmax = 29 W
10
VCO
V(V)
100
50
10
20
V(V)
Caractéristique électrique
Influence de l’éclairement
Influence de la température