II-3 Caractéristiques électriques d'une
cellule photovoltaïque :
Une cellule photovoltaïque est souvent
présentée comme un générateur de courant
électrique dont le comportement est équivalent à une
source de courant shuntée par une diode. Pour tenir compte des
phénomènes physiques au niveau de la cellule, le modèle
est complété par deux résistances série Rs et Rsh
comme le montre le schéma équivalent de la figure suivante
Figure II.7: Schéma équivalent
d'une cellule photovoltaïque [11] La loi de Kirchhoff nous donne [11] :
I= Iph -Id (V)
Où :
I= courant fourni par la cellule.
R
I??h : le photo-courant, proportionnel
à l'éclairement E, il correspond également au courant de
court circuit Icc défini comme suit:
I??h=
Icc1000
Id : ID représente le courant de
polarisation d'une diode, il est donné par :
MS-ERSE PFE Ghadhi Ahmed Page 34
Id = Is(exp( V*Rs*I
VT ) - 1), avec :
Is : Is: dépendant de la température T et des
paramètres électriques technologiques de la jonction. VT :
potentiel thermodynamique défini par :
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VT= AKT ,
q
|
kT q
|
= 26 mV à 300 °K (27°C) pour le silicium.
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q : nombre de charges
T : température effective de la cellule en °K
K : constant de Boltzmann=1,380 648 8 x 1023
J.K-1
A : Coefficient d'idéalité de la diode.
A partir des relations précédentes, on obtient
l'expression de la caractéristique I (V) de la cellule
photovoltaïque :
|
E
I = Icc
1000
|
Is(exp( V*Rs*I
VT ) - 1)
|
La relation entre les trois grandeurs, I, Iph et Id (??)
représente la caractéristique courant-tension permettant de
déterminer quatre grandeurs caractéristiques principales
dufonctionnement des cellules solaires :
> Le courant de court-circuit. > La tension en circuit
ouvert. > Le facteur de qualité A. > Le facteur de forme ????.
La caractéristique I(V) se divise en trois parties :
' La zone (a) où la cellule se comporte comme un
générateur de courant ??????
proportionnel à l'éclairement.
' La zone (b) où la cellule se comporte comme un
générateur de tension [11].
La figure II.8 illustre la relation entre le courant, la tension
et la puissance d'une cellule photovoltaïque.
FigureII.8 : Caractéristique
courant-tension I=f(V) d'une cellule PV
MS-ERSE PFE Ghadhi Ahmed Page 35
II-4 Paramètres électriques d'une cellule
photovoltaïque : II-4-1 La tension à circuit ouvert Voc
:
C'est la tension aux bornes de la cellule photovoltaïque
lorsqu'elle n'est reliée à aucune charge, donc à un
courant nul, elle est donnée par [11] :
Vco(I=0) = Vt log ( 1+ Isc
Io ) [11].
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