rendement des capteurs photovoltaïques

[invitebb1030ea]

J'ai lu avec intérêt que les panneaux photovoltaïques perdaient du rendement à cause de la chaleur produite.

La question de la récupération de cette chaleur peut se poser.

Prenons l'exemple d'une maison équipée d'un chauffage basse température à circulation d'eau et pompe à chaleur eau/eau (réversible) et d'une cuve enterrée de 30 m3 pour la récupération d'eau de pluie.

Pourquoi ne pas imaginer un réseau d'échange thermique entre les panneaux (par un système placé dessous), la cuve et la pompe à chaleur.
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[herakles]

La question de la récupération de cette chaleur peut se poser.

cela fait un moment que des solutions ont été trouvées : le plus simple étant de faire paser sous le panneau phtotvoltaique un courant d'air pris à l'extérieur pour l'admettre dans la maison en hiver et mi-saison = préchauffage gratuit de l'air neuf

et en été , soit on se sert de ces panneaux pour faire cheminée thermique et tirer l'air intérieur de la maison vers l'extérieur =ventilation naturelle

soit on établit en boucle fermée un circuit d'air entre ces panneaux et un échangeur air-eau relié au ballon d'ECS ...l'air chaud préchauffe l'eau froide pour vos usages sanitaires ...et une fois passé dans l'échaugeur il retourne refroidi vers le panneau photovoltaïque

[invite73cde8c9]

Et pourquoi ne pas faire directement des panneaux photovoltaique/thermique pour l'ECS ?

[herakles]

ouais mais les panneaux photovoltaîques sont en verre des deux côtés , il faudrait mettre au point des absorbeurs ayant un bon contact thermque avec le verre pour que le transfert de chaleur se fasse bien vers l'eau ..

reste que l'eau doit ensuite être portée à 60°C et pour cela être acheminée après préchauffage sous les panneaux photovoltaîques vers des capteurs thermiques .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedbb5457c]

Et pourquoi ne pas faire directement des panneaux photovoltaique/thermique pour l'ECS ?

Ou dans l'autre sens :
Des panneaux seulement thermique, et, lorsque l'ECS est suffisament chaude, faire de l'électricité avec le surplus de chaleur.

[invite73cde8c9]

Ca me semble moins efficace, puisque le but initial est de faire baisser la température des PV pour augmenter le rendement. Donc : Faire de l'electricité et activer le circulateur lorsque la t° dépasse 50°, par exemple. Autrement dit récupérer la perte de rendement des PV en chaleur.

[Yoghourt]

Tu tires ici des conclusions à partir d'une conviction ("cela semble")...

Quel est le rendement énergétique d'un panneau PV+ récupération de chaleur?
Quel est le rendement énergétique d'un panneau solaire thermique + générateur d'électricité?

[arrial]

>rendement des capteurs photovoltaïques
>J'ai lu avec intérêt que les panneaux photovoltaïques perdaient du rendement à >cause de la chaleur produite.

>La question de la récupération de cette chaleur peut se poser.

>Prenons l'exemple d'une maison équipée d'un chauffage basse température à >circulation d'eau et pompe à chaleur eau/eau (réversible) et d'une cuve >enterrée de 30 m3 pour la récupération d'eau de pluie.

>Pourquoi ne pas imaginer un réseau d'échange thermique entre les panneaux >(par un système placé dessous), la cuve et la pompe à chaleur.
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Lorient, le mercredi 26 mars 2008

Bonjour,
Excuse-moi : je n'ai pas regardé la date de ton intervention ! ...


La photopile perd du rendement avec la température.
Rappelons que le rendement du produit n'est pas un argument pertinent, l'énergie recueillie étant gratuite.
Le problème de la température est le vieillissement prématuré du matériau : on estime que vers 80°C, commence à se produire une migration des "impuretés" de dopage.
La pose d'un échangeur de chaleur est délicate (lamelle de silicium très fragile, donc armature en élément organique thermiquement (et électriquement) isolant, amenée d'eau sur site nuisant à la mobilité (capacité d'être posé ici ou là), mais nous le faisons à l'université pour réguler la température du matériau.

Je pense que la récupération thermique, comme sur les capteurs thermiques usuels, peut avoir un avenir avec le développement des semiconducteurs organiques (films de plastique, éventuellement souples - voir articles sur OLED actuellement disponibles en petites surfaces), mais l'utilisation de PAC ne semble pas utile.

Sujet à suivre ...


Cordialement,



arrial

[Garlik]

Cette idee n'est pas recente, elle a meme fait l'objet d'un certain nombre d'etudes et de prototypes. En voici une relative a un capteur hybride photovoltaique/thermique, aisement accessible au profane, et produite en 2005 par des chercheurs algeriens :

http://iusti.polytech.univ-mrs.fr/ji...fek_al_Web.pdf

Leur conclusion est que ca fonctionne, mais que la production thermique fait chuter le rendement de la production electrique (on s'en doutait un peu remarquez...). Tout est alors une question de caracteristiques des composants et de dosage entre production thermique et production electrique (quelle priorite). On peut juste leur reprocher de ne pas avoir evalue l'impact de la perte de puissance electrique, due a la production thermique, sur le rendement de l'onduleur et donc sur la production finale (un onduleur a une courbe de rendement qui depend de la puissance ; lorsque la puissance diminue, le rendement s'ecroule rapidement).

Rappelons que le rendement du produit n'est pas un argument pertinent, l'énergie recueillie étant gratuite.

Ben si justement, lorsqu'il s'agit de revendre sa production electrique, le rendement est un element capital de l'installation car il determine le cout d'achat (dimensionnement de l'installation). L'energie recueillie est sans doute gratuite, mais pas l'equippement.

[arrial]

>Ben si justement, lorsqu'il s'agit de revendre sa production electrique, le >rendement est un element capital de l'installation car il determine le cout >d'achat (dimensionnement de l'installation). L'energie recueillie est sans doute >gratuite, mais pas l'equippement.

Exact (mea culpa), ça intervient évidemment, dans le principe, pour le dimensionnement.

Mais étant données les Approximations opérées dans les bureaux d'étude, la perte de rendement est faible devant l'approximation ! A mon sens, le vieillissement prématuré d'un matériau cher (le silicium), me parait plus inquiétant, d'où la necessité d'évoluer vers des matériaux nouveaux.

Lorient, re-le 26/03/08
cordialement,

arrial.

[arrial]

re-moi,à Lorient, le 26/03/08:

Mes cours de physique du solide ne sont plus d'hier ...
Si je connais bien le principe de la variation de conductivité électrique due à la température, dans les semiconducteurs vs les métaux, je ne m'explique plus clairement ce qui cause la perte de rendement ... Ça serait sympa de me rancarder en quelques mots.

Merci,


arrial.

[arrial]

Bon.
C'est la bande interdite qui diminue, et la performance de l'effet diode qui chute. Mais, à part utiliser les équations, je ne vois pas d' "explication triviale" ...

[Garlik]

Ce qui fait chuter le rendement c'est la chute de tension aux bornes de la cellule car elle impose une baisse de la puissance produite.

Dans un semi-conducteur, la conductivite electrique augmente avec la temperature. En clair cela signifie que la resistance baisse lorsque la temperature augmente.

U = RI => comme l'intensite du courant depend de l'energie recue (le nombre de photons captes) et que celle ci reste constante, I est constant et R baisse. Donc U baisse. Donc le rendement baisse.