Rendement d’une cellule
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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE
2 Rendement d’une cellule
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Les cellules photovoltaïques sont des dispositifs de plus en plus utilisés aujourd’hui. En effet, elles ont l’avantage de produire de l’électricité à partir d’une source d’énergie abondante : le rayonnement solaire.
➜ Quel est le rendement d’une cellule photovoltaïque ?
Objectif
- Expliquer le fonctionnement et déterminer le rendement d’une cellule photoélectrique.
Doc. 1Protocole et montage
Doc. 1
- Éclairer la cellule de manière à ce que les rayons arrivent perpendiculairement par rapport à la cellule.
- Faire varier la résistance du résistor au moins dix fois et, pour chacune de ces valeurs, mesurer l’intensité du courant ainsi que la tension aux bornes de la cellule.
- Pour chaque couple , calculer la puissance électrique.
Doc. 2Caractéristiques d'une cellule
Doc. 2
Le graphique ci‑dessous représente, pour différents flux de rayonnement surfacique , en (W·m-2), l’évolution de l'intensité et de la puissance en fonction de la tension aux bornes de la cellule.
Doc. 3Matériel nécessaire
Doc. 3
- Cellule photovoltaïque
- Multimètres
- Résistor variable
- Lampe
- Luxmètre-solarimètre
- Règle
Compétences
✔ REA : Mettre en œuvre un protocole
✔ RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l'énergie
✔ VAL : Faire preuve d’esprit critique
✔ RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l'énergie
✔ VAL : Faire preuve d’esprit critique
Questions
1. Représenter la chaîne énergétique du panneau photovoltaïque, en identifiant les puissances reçues, perdues et utiles, et en nommant la forme d’énergie associée.
2. Commenter les courbes du doc. 3.
3. Tracer la caractéristique , puis la courbe de la cellule. Déterminer la puissance maximale de la cellule, appelée puissance de crête.
4. Avec le solarimètre, mesurer la puissance surfacique reçue par la cellule. En déduire le rendement du panneau.
5. Proposer et mettre en œuvre un protocole permettant de tracer l’évolution du rendement de la cellule en fonction de l’angle d’incidence des rayons lumineux.
Dessinez ici
2. Commenter les courbes du doc. 3.
3. Tracer la caractéristique , puis la courbe de la cellule. Déterminer la puissance maximale de la cellule, appelée puissance de crête.
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4. Avec le solarimètre, mesurer la puissance surfacique reçue par la cellule. En déduire le rendement du panneau.
5. Proposer et mettre en œuvre un protocole permettant de tracer l’évolution du rendement de la cellule en fonction de l’angle d’incidence des rayons lumineux.
Synthèse de l'activité
Lister les paramètres influençant le rendement d’une cellule photovoltaïque.