Devoir : Etude d'un panneau photovoltaïque

Devoir

Etude d'un pannneau

photovoltaïque

1)- Étude d’un panneau photovoltaïque.

2)- Questions.

1)- Étude d’un panneau photovoltaïque.

panneau photovoltaïque

- Un panneau solaire est exposé au Soleil de façon à capter le rayonnement solaire.

- Il est constitué de cellules photovoltaïques qui permettent de transformer l’énergie du rayonnement solaire en énergie électrique.

- Caractéristique intensité-tension d’un panneau photovoltaïque :

- Données mécaniques :

Données mécaniques
Dimension de la cellule (cm²)	S_cel = 156
Nombre de cellules	N = 72
Dimension du panneau solaire (L×H×P) (mm)	1318 × 994 × 46
Poids (kg)	16
Résistance mécanique (N / mm²)	2400

2)- Questions :

- Établir le bilan de puissance du panneau photovoltaïque.

- Déterminer la valeur de la puissance électrique maximale P_max délivrée par le panneau photovoltaïque.

- Déterminer la valeur de la tension U_m au point de puissance maximale.

- Déterminer la valeur de l’intensité du courant I_m au point de puissance maximale.

- Calculer le rendement η du panneau photovoltaïque.

- Déterminer la valeur de la tension à vide (f.é.m), U₀ du panneau solaire.

- Déterminer l’intensité du courant de court-circuit I_cc (intensité du courant pour une tension nulle)

- Déterminer la valeur de la puissance électrique P₁ fournie par le panneau pour une tension de fonctionnement égale à 15 V.

- Valeur de la puissance électrique P₁ fournie par le panneau pour une tension de fonctionnement égale à 15 V :

- En déduire l’énergie électrique W_E produite en 10 heures d’ensoleillement.

CORRECTION

Le panneau photovoltaïque :

- Bilan de puissance du panneau photovoltaïque :

- Cas général :

bilan d'un convertisseur

- Rendement :

	η sans unité
	P_exploitable en watt (W)
	P_entrée en watt (W)

- Le panneau photovoltaïque :

- Le panneau solaire convertit la puissance solaire en puissance électrique.

- On en déduit que la puissance en entrée P_entréeest la puissance du rayonnement solaire P_R.

- La puissance exploitable P_exploitableest la puissance électrique P_élec disponible pour le circuit électrique.

bilan d'un panneau photovoltaïque

- Rendement :

	η sans unité
	P_élec en watt (W)
	P_R en watt (W)

- Puissance électrique maximale P_max délivrée par le panneau photovoltaïque :

- Exploitation graphique :

- Les mesures sont effectuées avec Word :

- Les mesures graphiques :

Mesures	Valeurs
6,00 cm	100 W
6,17 cm	P_max

- Valeur de la tension U_m au point de puissance maximale

- Les mesures graphiques :

Mesures	Valeurs
5,85 cm	20 V
6,47 cm	U_m

- Valeur de l’intensité du courant I_m au point de puissance maximale :

- Mesures graphiques :

Mesures	Valeurs
6,00 cm	5,0 V
5,51 cm	I_m

- On peut retrouver cette valeur en utilisant l’expression :

- P_max = U_m . I_m

- Rendement η du panneau photovoltaïque :

- On connait la puissance rayonnante surfacique du panneau solaire :

- P_S = 600 W / m²

- Surface du panneau solaire :

- S = 1,318 × 0,994

- S ≈ 1,31 m²

- Puissance rayonnante reçue par le panneau :

- P_R = P_S . S

- P_R ≈ 600 × 1,31

- P_R ≈ 786 W

- Rendement du panneau solaire :

- Pour la puissance électrique, on choisit la valeur de la puissance maximale.

- rendement = 13,1 %

- Valeur de la tension à vide (f.é.m), U₀ du panneau solaire :

- Les mesures graphiques :

Mesures	Valeurs
5,85 cm	20 V
8,45 cm	U₀

- La tension à vide du panneau solaire est voisine de U₀ ≈ 29 V.

- Intensité du courant de court-circuit I_cc (intensité du courant pour une tension nulle) :

- Mesures graphiques :

Mesures	Valeurs
6,00 cm	5,0 A
6,21 cm	I_cc

- Valeur de la puissance électrique P₁ fournie par le panneau pour une tension de fonctionnement égale à 15 V :

- Mesures graphiques :

Mesures	Valeurs
6,00 cm	100 W
4,65 cm	P₁

- Valeur de l’énergie électrique W_E produite en 10 heures d’ensoleillement

- W_E = P₁ . Δt

- W_E ≈ 78 × 10

- W_E ≈ 78 × 10 × 3600

- W_E ≈ 2,8 × 10⁶ J

- W_E ≈ 7,8 × 10² W. h = 0 ,78 kW . h