Rendement panneau solaire

[invited7790e19]

Bonjour à tous,

Je bloque sur l'exercice suivant :

Le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque est basé sur le fait qu'un photon, s'il est suffisamment énergétique peut libérer un électron de la ouche de valence du noyau de Silicium. L'énergie minimale nécessaire est de 1,1 eV (1eV=1,6*E-19 J) pour les cellules mono-cristalines.
On rappelle que E=hc/.

Le rendement d'une cellule photovoltaïque est donné par le rapport entre la puissance électrique produite et la puissance radiative totale incidente.

1. Quelle est la longueur d'onde correspondant à l'énergie minimale de 1,1 eV ?
Indiquer en conséquence la partie du spectre de rayonnement qui est utile à la production d'électrons libres.

2. En considérant que la température du soleil est 5800K, trouver la proportion de puissance radiative utile à la production d’électricité.

3. Quelle est le rendement maximum que l'on peut obtenir dans ces conditions ?

En réalité lorsqu'un photon d'énergie supérieure à 1,1 eV libère un électron, le surplus d'énergie est transofmée en chaleur. Le rendement maximam est finalement seulement de 33% et les cellules commerciales, dont l’absorptivité a est < à 1, ont généralement un rendement bien inférieur : 0 (To=293K) = 16%, qu'on utilisera dans la suite de cet exercice.

4. On considérera que la densité surfacique de flux solaire incident est s = 1000 W/m² et que la température extérieure est T0 = 293 K. En supposant que seuls les échanges radiatifs par la face avant du panneau sont significatifs, donner l'expression du bilan thermique sur le panneau en fonction de la température du panneau Tp, de la constante de Stephan Boltzman , du rendement 0 et de s

5. Résoudre cette équation afin de trouver la température d'équilibre du panneau.

6. Afin que le panneau reste à 30°C, quel flux supplémentaire faudrait il extraire par convection ? Quel devrait alors être le coefficient de convection ?

Le rendement diminue quand la température augmente, à raison de 0.4%/K.

7. Donner l'expression du rendement en fonction de Tp, T0 et 0.

8. Réécrire le bilan radiatif en conséquence.

Voilà ce que j'ai fais pour l'instant :

1. = hc/E = 1 µm.

La partie du spectre de rayonnement qui est utile à la production d'électrons libres va donc de 1 µm à l'infiniment petit (peut-on mieux décrire cet intervalle ?)

2. Ici, je ne comprends pas comment trouver cette proportion, et je ne vois pas exactement ce qu'on appelle puissance radiative (puissance rayonnée ?). Dois je calculer la fraction d'émittance de 1µm à l'infiniment petit ?

Merci à ceux qui pourront me donner quelques pistes pour me lancer dans cet exo !

Bonne soirée
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[invited7790e19]

Up, avez vous une piste pour la question 2 ?

[albanxiii]

Bonjour,

Je tente, AYOR.

En considérant le rayonnement solaire comme un rayonnement de corps noir, est-ce que vous ne pouvez pas tirer des informations sur la répartition d'énergie en fonction de la longueur d'onde à partir de la température qui vous est donnée ?

@+