Etude d'un module photovolaïque

[invite31da9a2b]

Bonjour, j'ai un exercice de physique à faire et je ne comprend pas grand chose, j'espère que quelqu'un pourra m'aider, merci d'avance

un module photovoltaïque est un générateur dont la caractéristique tension-intensité dépend de lapuissance du rayonnement reçu par unité de surface (grandeur appelée éclairement).
Un module photovoltaïque est caractérisé par:
- un point de fonctionnement de puissance maximale Pmax
- un courant de court-circuit d'intensité Icc
- une tension en circuit ouvert Uco
La tension en cicrcuit ouvert est relativement constante quel que soit le niveau d'éclairement. Un module, de tension nominale de 12V, est généralement constitué par la mise en parallèle de deux circuits de 18 cellules en série.


A/Analyse du document

1.A qoui corerespond le courant de court-circuit Icc?
2.Justifier la phrase: "La tension en circuit ouvert est relativement constante quel que soit le niveau d'éclairement". Quel est l'ordre de granderu de cette tension?
3.Quelle est l'unité d'éclairement?


B/Exploitation

1.Existe-t-il une relation de proportionalité entre le courant de court-circuit Icc et l'éclairement?
2.Pour chaque valeur de l'éclairement indiquée lorsque le module délivre une tension de 12V, quelle est la valeur de la puissance transférée par un module?
3.Pour des tensions délivrées inférieures à 15V, un module fonctionne en générateur de courant.
a.Justifier ce terme.
b.Sa résistance interne est-elle très faible ou très élevée?
4.On considère un éclairement de 1000W.m-²
a.Représenter l'allure de la courbe donnant l'évolution de la puissance transférée en fonction de la tension délivrée.
b.Quelle est la valeur de la puissance maximale?Cette valeur correspond-elle à celle indiquée par le constructeur?
c.Dans quel domaine de la caractéristique a-t-on intérêt à utiliser un module photovoltaïque?Justifier la réponse.


pour la question 1 j'ai trouvé la relation de proportionalité pour 1 ampère, il y'a 200 W/m²
pour la 2, je pense qu'il faut voir qu'elle est l'intensité qui correspond à 12 volts sur le graphique pour chaque courbe et multiplié U par I pour trouver la puissance, ça me semble trop facile et je pense qu'il fait prendre en compte l'éclairement.

Pour la 3) a- le module fonctionne en générateur de courant car la puissance transférée reste suffisement élevé pour fournir du courant et cela évite tout risque de court circuit.
pour la 3) b- j'arrive pas à déterminer une réponse car le graphique que l'on a représente la caractérisitque tension-intensité avec l'intensité en ordonné alors que je l'ai toujours vu en abscisse et la tension en ordonnée.
pour la question 4 je suis littéralment perdue
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[invite31da9a2b]

voilà le graphique qu'on nous donne

[calculair]

Tu dois d'abord interpreter les courbes fournies

1° piste

Si tu mets le panneau solaire en court circuit, la tension aux bornes est nulle.
Il ne reste plus qu'à se positionner sur la caracteristique


2° piste
Quand tu mets le panneau en circuit ouvert, le courant debité est nul.
Là aussi tu te possionnes sur la caracteristique du fournisseur.

Quand tu auras repondu à ces 2 questions tu pourras au moins faire les 3 premières questions du A et les 2 premières du B et peut ^tre les autres s'eclairont aussi?????????????

[mbochud]

Bonjour,

Pour la question 1 j’ajoute un détail ; 200 W/(m² *A)

4a Pour un éclairement donné, tracer le produit V*I en fonction de la tension.
4B C’est le point d’une courbe qui correspond à la plus grande surface.
Cette valeur correspond-elle à celle indiquée par le constructeur? Surement. Montre cela en montrant que 2 points voisins (en dessus et en dessous) donne une puissance plus faible.
4c . On a intérêt à utiliser un module photovoltaïque le plus proche possible du point de puissance maximum, mais pas à droite de ce point car la puissance s’écrase rapidement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite31da9a2b]

Merci pour vos réponses

pour répondre à calculair :
j'en déduis de tes pistes que
1)- le courant de court circuit correspond au courant qui circule dans le module lorsque aucune tension n'est appliquée
2)- l'ordre de grandeur de la tension Uco est 20 volt

pour répondre à mbochud :
Je comprend le détail que tu ajoutes, quelles valeurs portent les unités W/(m²*A) ?
pour la 4) a ce que je comptais faire c'était calculer la puissance transférée U*I comme tu l'as dis (en plus je pense que la résistance est faible mais je ne sais aps comment le justifier, ce qui fait que la puissance dissipée par effet joule est quasi nulle ) puis faire correspondre en abscisse la tension utilisée pour faire le calcul(que l'on trouve grâce au graphique fourni)
4) b je trouve comme puissance maximal 88 W alors qu'on nous donne 85 est ce que l'on peut considérée ça comme proche ?
4) c tout est clair
merci beaucoup

[calculair]

C'est mal exprimé

Le courant de court circuit correspond aux points de la caracteristique ou la tension aux bornes du panneau est nulle; Ce n'est pas une tension appliquée car le panneau est le generateur de tension. C'est la tension existante aux bornes en presence du court circuit. Dans des conditions d'eclairement specifiées il circule alors le courant indiqué par la caracteristique ( en presence du court circuit )

Oui l'ordre de gandeur de la tension pour I =0 est bien de 20 V voir 22 V

mais pour donner un chiffre rond ta reponse est tout à fait correcte

[invite31da9a2b]

merci, c'est le petit détail qui change tout en fait

pour la question 3, ma réponse est elle bonne ?
je pense en fait c'est que l'énergie produit par le module est supérieur à celle qu'il utilise donc il génére du courant ?
pour ce qui ets de la résistance, je pense qu'elle est faible mais je ne sais pas comme le justifier sauf que la courbe reste constante jusqu'aux environs de 15 volt donc r=presque 0

[calculair]

En fait si tu prends un panneau soumis à un eclairementde 400 W /m² tu vois sur sa caracteristique que le courant debité par ce panneau reste constant à 2 A du court circuit ( R = 0 et donc V aux bornes du generateur =0V= 0 x 2A
application de la loi ohm jusqu'a environ 17 v. dans ces conditions la resistance de charge est 8,5 ohms 17 = 8,5 x 2 A

Cela signifie que le courant reste constant dans la resistance de charge de 0 ohms à 8,5 ohms. Un tel generateur est un generateur de courant qui impose son courant à 2A quelque soit la charge compris entre 0 ohms et 8,5 ohms

[calculair]

En ce qui concerne sa resistance interne, on peut definir une resistance interne dynamique tel que
R interne = Variation de la tension aux bornes / Variation du courant

Comme pour une variation de tension de l'ordre de 15 V la variation de courant est voisine de 0 ( constant à 2 A dans l'exemple precedent ) on deduit que la resistance interne dynamique est très grande.

[invite31da9a2b]

Je suis pas sûre d'avoir tout compris mais ça m'a beaucoup aidé pour répondre à mes questions. J'ai utilisé ce que tu m'as dit sauf que ce n'est pas un conducteur ohmique donc j'ai pas utilisé la loi d'ohm mais la "loi de fonctionnement d'un générateur" comme c'est écrit dans mon cours !

merci*1000

[mbochud]

Pour la question 1 j’ajoute un détail ; 200 W/(m² *A)

C'est plutôt 5mA / (W/m²)

[calculair]

je ne sais pas ce que raconte ta loi sur les generateurs, mais elle doit forcement s'inspirer de la loi ohm.

Par contre si quelque chose n'est pas claire, il ne faut pas négliger cette zone de floue qui risque de te gener. Pose ta question et on essayera de tirer cela au clair

[invite31da9a2b]

en fait je ne comprend pas comment tu arrives à dire que r=0 juste parce que le courant est constant..

[calculair]

en fait je ne comprend pas comment tu arrives à dire que r=0 juste parce que le courant est constant..

Effectivement .....

la ressistance interne du generateur est trés grande

le courant reste stable pour une charge externe de 0 ohm à 8 ohms environ

nous avons vu cela en parti dans les 1° questions