II-8 Conclusion :
Dans ce premier chapitre, nous avons présenté
les caractéristiques du soleil, les voies d'exploitation de
l'énergie solaire et ensuite les données du gisement solaire qui
est le siège de toute étude solaire photovoltaïque, y
compris l'irradiation solaire, la composition du rayonnement solaire arrivant
sur le sol, les paramètres de positionnement du soleil et, puis on a
terminé par une vue sur les plus grandes fermes solaires au monde.
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CHAP II
Généralités sur les
générateurs
photovoltaïques
II-1Introduction :
Le phénomène « photovoltaïque »
est né avec Alexandre Edmond Becquerel en 1839, annonçant le
début d'une fantastique découverte qui serait ainsi une
technologie de base pour la génération de
l'électricité.
Le générateur photovoltaïque a
constitué un moyen efficace et adapté dans la production de
l'électricité, et est intégré aujourd'hui dans les
installations autonomes, isolées, raccordés au réseau et
dans les stations de pompage de l'eau.
La technologie photovoltaïque est une solution «
gratuite » fournie par le soleil, et une technologie, malgré le
cout élevé partiellement, propre et ne génère pas
des émissions de dioxyde de carbone qui nuit la couche
atmosphérique et cause l'effet de sert.
II-2 Cellule Photovoltaïque :
La cellule photovoltaïque est l'unité de base de
production du courant photo-électrique, qui transforme l'énergie
des rayonnements solaires en électricité.
La cellule photovoltaïque ou « solaire » est
constituée à la base des matériaux semi-conducteurs dont
le plus utilisé est le Silicium (Si).
FigureII.1 : Composition de l'atome de Silicium
II-2-1 Principe de fonctionnement d'une cellule photovoltaïque
:
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
[15].
La zone initialement dopée n devient chargée
positivement, et la zone initialement dopée p 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
formée.
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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 une paire
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. Cette différence de potentiel est
mesurable entre les connexions des bornes positives et négatives de la
cellule, c'est la tension V de la cellule dépendant du taux
d'éclairement solaire.
La tension maximale d'une cellule photovoltaïque,
nommée tension de circuit ouvert (Vco), est d'environ 0.5 à 0.8V
et peut être directement mesurée à ses bornes sans charge.
Le courant maximal produit par la cellule photovoltaïque est nommé
courant de court-circuit (Icc). Ce dernier est obtenu lorsque les bornes de la
cellule sont court-circuitées. Ces valeurs peuvent changer fortement en
fonction de l'ensoleillement, de la température et du matériau
utilisé.
Figure II.2 : Schéma d'une cellule
photovoltaïque
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