Quel type de matériau compose une cellule photovoltaïque ?
Lors de la conversion photovoltaïque, un semi-conducteur absorbe un photon incident. Un électron de valence du matériau passe ainsi dans sa bande de conduction.
Une cellule photovoltaïque est composée de semi-conducteur.
Quelle chaîne énergétique correspond au fonctionnement d'une cellule photovoltaïque ?
Une cellule photovoltaïque convertit l'énergie lumineuse incidente en énergie électrique, avec des pertes inévitables sous forme de chaleur.
La chaîne énergétique correspondante est :
Quel est le rendement d'une cellule photovoltaïque qui produit une puissance électrique de 46 W à partir d'une puissance lumineuse de 300 W ?
Le rendement d'une cellule photovoltaïque est égal au rapport entre la puissance électrique qu'il produit et la puissance lumineuse qu'il absorbe :
\eta=\dfrac{P_{\text{électrique}}}{P_{\text{lumineuse}}}
On effectue l'application numérique :
\eta=\dfrac{46}{300}=0{,}15
Le rendement est de 15\text{ \%}.
Le schéma ci-dessous présente la puissance électrique délivrée par une cellule photovoltaïque en fonction de la tension :
Quelle est la puissance maximale délivrée par cette cellule photovoltaïque ?
On procède par lecture graphique :
La puissance maximale délivrée par cette cellule photovoltaïque est de 23\text{ mW}.
Quelle est la tension maximale de cette cellule photovoltaïque ?
On procède par lecture graphique :
La tension maximale est de 0{,}45\text{ V}.
Quelle doit être la valeur de la résistance pour maximiser la puissance électrique de cette cellule photovoltaïque ?
On connaît relation liant la puissance à la tension et l'intensité :
P=U\times I
On connaît la loi d'Ohm :
U=R\times I
On isole la résistance :
R=\dfrac{U}{I}
On isole l'intensité en fonction de la puissance et de la tension :
I=\dfrac{P}{U}
En combinant ces deux dernière relations, on obtient :
R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{U}{(\dfrac{P}{U})}=\dfrac{U^2}{P}
On convertit la puissance en W :
P=23\text{ mW}=0{,}023\ \text{W}
On effectue l'application numérique :
R=\dfrac{0{,}45^2}{0{,}023}\\R=8{,}8\ \Omega
La résistance doit être de 8{,}8\ \Omega.