I-1-2. Durée d'insolation
La durée d'insolation correspond au nombre d'heures dans
la journée, entre le lever et le
coucher du soleil, où celui-ci est bien visible. Le
relevé est fait au moyen de l'héliographe de Campbell- Stokes
dans lequel une sphère de cristal concentre les rayons du soleil sur un
papier qu'il brûle en se déplaçant.
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Ainsi, seuls les moments où le soleil est bien visible
sont enregistrés ; on parle alors de durée d'insolation
réelle ou effective et dépend du fait que le soleil levé
soit visible du point d'observation ou caché par les nuages. A
défaut de l'héliographe, il est possible à partir du
calcul du mouvement astronomique relatif du soleil et de la terre
d'évaluer la durée théorique du jour ;
c'est-à-dire, celle qu'il y aurait si les nuages ne cachaient pas le
soleil. Cette durée est calculée en fonction de la latitude du
site et de la déclinaison apparente qui elle-même dépend de
la période de l'année considérée [3].
I-2. La conversion
photovoltaïque
I-2-1. L'effet photovoltaïque
Il s'agit de transformer l'énergie contenue dans la
lumière du soleil en énergie électrique à travers
un capteur constitué de matériaux sensibles à
l'énergie contenue dans les photons .Ce capteur présente à
l'échelle élémentaire sous forme d'une cellule PV. L'effet
photovoltaïque fut observé la première fois en 1839 par le
physicien français Edmond Becquerel. Toutefois ce n'est qu'au cours des
années 1950 que les chercheurs de la compagnie Bell, aux Etats-Unis
parvinrent à fabriquer la première photopile
l'élément primaire ou de base de la conversion
photovoltaïque [4].
I-2-2. Le principe de la conversion
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
positives et négatives sous l'effet de la lumière.
Ce matériau comporte deux parties, l'une
présentant un excès d'électrons et l'autre un
déficit en électrons, dites respectivement dopée de type N
et dopée de type P. Lorsque la première est mise en contact avec
la seconde, les électrons en excès dans le matériau N
diffusent dans le matériau P [5].
La zone initialement dopée N devient chargée
positivement, et la zone initialement dopée P est chargée
négativement. Il se crée donc entre elles un champ
électrique qui tend à repousser les électrons dans la zone
N et les trous vers la zone P. Une jonction dite (P-N) a été
formé [6].
En ajoutant des contacts métalliques sur les zones N et
P, une diode est obtenue. Lorsque la jonction est éclairée, les
photons d'énergie égale ou supérieure à la largeur
de la bande interdite communiquent leur énergie aux atomes, chacun fait
passer un électron de la bande de valence dans la bande de conduction et
laisse aussi un trou capable de se mouvoir, engendrant ainsi un
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pair électron - trou. Si une charge est placée
aux bornes de la cellule, les électrons de la zone N rejoignent les
trous de la zone P via la connexion extérieure, donnant naissance
à une différence de potentiel [6]. La figure I.4 ci-après
présente la cellule solaire.
Figure I.4: Présentation
schématique d'une cellule solaire
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