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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 20
Activité 2 - Activité expérimentale
90 min
Rendement d'une cellule
8 professeurs ont participé à cette page
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Objectif : Expliquer le fonctionnement
et déterminer le rendement d'une cellule photoélectrique.
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Problématique de l'activité
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 ?
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Doc. 1 Protocole et montage
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- 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 (U, I), calculer la puissance électrique.
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Doc. 2 Caractéristiques d'une cellule
Le graphique ci-dessous représente, pour différents flux de rayonnement surfacique \varphi, en (W·m-2), l'évolution de l'intensité I et de la puissance P en fonction de la tension U aux bornes de la cellule.
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Doc. 3 Matériel nécessaire
- Cellule photovoltaïque
- Multimètres
- Résistor variable
- Lampe
- Luxmètre-solarimètre
- Règle
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Questions
Compétence(s)
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
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.
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2. Commenter les courbes du doc. 3.
3. Tracer la caractéristique I = f(U), puis la courbe P = f(U) 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.
GeoGebra
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.
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Synthèse de l'activité
Lister les paramètres influençant le rendement d'une cellule photovoltaïque.
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah