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Rendement d’un panneau photovoltaïque
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Exercice corrigé




Rendement d’un panneau photovoltaïque

APP : Extraire l'information utile
RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l'énergie


PC - chapitre 20 - Effet photoélectrique et enjeux énergétiques - exercice corrigé - maison du futur

Énoncé

On souhaite installer, sur le toit d’une maison, des panneaux photovoltaïques de dimensions mm mm dont les caractéristiques intensité‑tension sont données dans le doc. ci‑contre.
On se propose de déterminer le rendement de ces panneaux pour un flux lumineux surfacique (ou irradiance) de W·m-2.

1. Déterminer la puissance maximale délivrée par le panneau.

2. En déduire la tension puis l’intensité au point de puissance maximale.

3. Déterminer la puissance lumineuse reçue par le panneau .

4. En déduire le rendement du panneau photovoltaïque.

Caractéristiques

Rendement d’un panneau photovoltaïque

Courbes et du panneau photovoltaïque pour différents flux de rayonnement surfacique .

Protocole de réponse

1. Procéder par lecture graphique en utilisant la courbe correspondant à la bonne valeur d’irradiance.

2. Pour obtenir , utiliser la courbe , puis pour obtenir , utiliser la courbe .
Travailler avec la bonne valeur d’irradiance.

3. Utiliser l’unité de l’irradiance pour trouver la formule de la puissance. Faire attention aux unités.

4. Utiliser les réponses aux questions précédentes. Il est préférable de donner le résultat en pourcentage.

Solution rédigée

1. On détermine la puissance maximale délivrée par le panneau en lisant l’ordonnée du maximum de la courbe pour une irradiance de W·m‑2. On trouve W.

2. Sur la courbe , pour une irradiance de W·m-2, l’abscisse du point correspond à . On obtient ainsi V.
Pour trouver , il faut utiliser la courbe pour une irradiance de W·m-2 et lire l’ordonnée correspondant au point d’abscisse V. On trouve A.

3. La puissance lumineuse reçue par le panneau est :
    
AN : W
La valeur calculée est exprimée à 2 chiffres significatifs compte tenu de l’absence de précision sur .

4. Un panneau photovoltaïque convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique. Ainsi, le rendement du panneau photovoltaïque est :

On peut exprimer ce rapport en fonction des puissances :
    

AN : %
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Mise en application

Reprendre les deux dernières questions pour une irradiance de W·m-2 et conclure quant à l’influence de l’irradiance sur le rendement du panneau photovoltaïque.
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