Chapitre II : Gisement solaire et le
générateur photovoltaïque
Fig. II. 10 L'énergie émise par le
soleil.
Les techniques pour capter une partie de cette énergie
(énergie absorbée par la terre) sont disponibles et sont
constamment améliorées. On peut distinguer le solaire passif, le
solaire photovoltaïque et le solaire thermique.
? Le type qui nous intéresse c'est l'énergie
solaire photovoltaïque. L'énergie solaire
photovoltaïque
L'énergie solaire photovoltaïque provient de la
conversion de la lumière du soleil en électricité au sein
de matériaux semi-conducteurs comme le silicium ou recouverts d'une
mince couche métallique.
Ces matériaux photosensibles ont la
propriété de libérer leurs électrons sous
l'influence d'une énergie extérieure. C'est l'effet
photovoltaïque. L'énergie est apportée par les photons
(composants de la lumière) qui heurtent les électrons et les
libèrent, induisant un courant électrique. Ce courant continu de
micro-puissance calculé en watt crête (Wc) peut être
transformé en courant alternatif grâce à un onduleur
(Figure II.11).
Fig. II. 11 Conversion de l'énergie solaire en
énergie électrique. Évolution de
l'utilisation de l'énergie solaire
Au cours de la dernière décennie,
l'énergie solaire PV a monté son énorme potentiel. La
quantité de puissance PV installée a rapidement augmenté.
Actuellement, la puissance PV installée à l'échelle
mondiale est d'environ 227 GW. La figure II.12 montre la puissance PV
installée cumulée.
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Chapitre II : Gisement solaire et le générateur
photovoltaïque
Fig. II. 12 Capacité mondiale d'énergie solaire
photovoltaïque [7]. Les panneaux solaires
Modélisation de la cellule photovoltaïque
Une cellule PV peut se modéliser à partir de
l'équation définissant le comportement statique de la jonction PN
d'une diode classique. Ainsi, la figure.1.2 illustre le schéma
équivalent électrique d'une cellule PV réelle. Dans cette
équation, on prend en compte le courant de court-circuit et les
différentes résistances modélisant les pertes dues
à la connectique. Ainsi, en statique, le comportement d'une cellule PV
constituée d'une jonction PN à base de silicium peut être
décrit par l'équation suivante [5]:
f exp(VCELL+ICELLRS)l
VCELL+ICELLRS E. 27
L
MIT J Rp
Avec :
Où IsAT est le courant de
saturation, VT le potentiel thermo dynamique, K la
constante de Boltzmann, T la température effective de la cellule en
Kelvin, e la charge de l'électron, n le facteur de non
idéalité de la jonction, ICELL est le
courant fourni par la cellule, VCELL la tension
à ses bornes, Iccle courant de court-circuit
de la cellule dépendant de l'éclairement et la
température, Rp la résistance shunt
caractérisant les courants de fuite de la jonction et
Rs la résistance série représentant les
diverses résistances des contacts et de connexions.
La figure II. 13 montre la schématique adoptée
pour une cellule PV élémentaire.
Fig. II. 13 Schéma équivalent
électrique d'une cellule PV *5].
Le générateur photovoltaïque et ses
performances
Un générateur photovoltaïque ou module est
constitué d'un ensemble des cellules photovoltaïques
élémentaires montés en série et/ou parallèle
afin d'obtenir des caractéristiques électriques
désirés tels que la puissance, le courant de court-circuit
(Icc) ou la tension en circuit ouvert (V.
O.
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