L'objectif de cet exercice est de comparer le fonctionnement de deux types de cellules photovoltaïques :
- les cellules multi-jonctions ;
- les cellules au silicium.
Données :
- cellule triple jonction : S = 8{,}9 \times 10^{-5} \text{ m}^2 ;
- cellule au silicium : S = 2{,}43\times 10^{-2} \text{ m}^2 et P_{\text{max}} = 4{,}210 \text{ W}.
On donne la caractéristique intensité-tension de la cellule triple-jonction de Sharp :
Quelle est la puissance électrique maximale délivrée par la cellule ?
P = U \times I donc la puissance électrique maximale maximise à la fois la tension U et l'intensité I du courant traversant la cellule. On détermine cette puissance par lecture graphique :
Ainsi, P_{\text{él, max}} = 33{,}00 \text{ mW}.
Quel est le rendement de la cellule triple fonction de Sharp face à un éclairement E = \text{1 000 W.m}^{-2} ?
Le rendement de la cellule photovoltaïque est donné par la relation suivante :
\eta = \dfrac{P_{\text{él,max}}}{E_{\text{(W.m}^{-2})} \times S_{\text{(m}^2)}}
Soit :
\eta = \dfrac{33 \times 10^{-3}}{\text{1 000} \times 8{,}9 \times 10^{-5}} = 0{,}37
Ainsi, \eta = 37 \text{ \%}.
Quel est le rendement de la cellule au silicium ?
Le rendement de la cellule photovoltaïque est donné par la relation suivante :
\eta = \dfrac{P_{\text{él,max}}}{E_{\text{(W.m}^{-2})} \times S_{\text{(m}^2)}}
Soit :
\eta = \dfrac{4{,}210}{\text{1 000} \times 2{,}43\times 10^{-2}} = 0{,}17
Ainsi, \eta = 17 \text{ \%}.
Quelle est la cellule photovoltaïque la plus efficace ?
La cellule au rendement le plus élevé est la cellule qui convertit le plus d'énergie avec la même énergie de départ. La cellule la plus efficace est donc celle qui a le meilleur rendement.
Il s'agit donc de la cellule triple fonction de Sharp.