Panneau photovoltaïque non connecté

[dique]

Bonjour.
Que se passe-t-il si un panneau photovoltaïque est exposé au soleil sans branchement ?
Peut-on le comparer à une pile qui ne serait connectée aucun appareil ? Dans une pile non connectée, il ne se passe rien. La réaction chimique, qui crée le courant électrique, n’a pas lieu que lorsque la pile est connectée à ce que les électriciens appellent une charge.
Alors, est-ce que, comme pour la pile, dans un panneau photovoltaïque sans branchement, aucune réaction n’a lieu, dans ce cas aucune réaction photoélectrique ?
Une autre façon d’aborder le problème : Est-ce qu’aux bornes d’un panneau photovoltaïque sans branchement, il y a une tension, que l’on pourrait comparer à la pression qu’exerce l’eau sur un barrage fermé ? Si c’est le cas, cela veut dire que la réaction photoélectrique a bien eu lieu, "remplissant le panneau", puis elle se serait arrêtée, le panneau devenant "saturé" ? Elle ne repartira que lorsque l’on branchera une charge aux bornes du panneau, permettant aux électrons de circuler et "libérant la place" dans le panneau. Ainsi l’eau se met à circuler lorsqu’on ouvre le barrage.
Ces deux comparaisons – la pile et le barrage – sont-elles valables ? Dans le cas du barrage, on a affaire à un problème de mécanique ; dans le cas de la pile, c’est une réaction chimique. Mais, dans le cas du panneau photovoltaïque, c’est "une réaction nucléaire", une réaction qui met en jeu les électrons ! Alors comparaison possible ?
Et est-ce qu’il y aurait une meilleure comparaison ?
-----

[mach3]

1) une pile non connectée ne fait pas rien, des charges apparaissent spontanément à ses bornes qui se comportent comme les armatures d'un condensateur (de piètre capacité, certes), c'est à dire que les charges portées tendent asymptotiquement vers une valeur limite (dont la valeur est très très faible, on a Q=CU, comme C est très petit, Q aussi). Ces charges sont liés à la tension entre ses bornes.
2) c'est sûrement la même chose pour une cellule photovoltaïque, des charges doivent s'accumuler aux bornes (très peu aussi, mais quand même)
3) une réaction nucléaire ca concerne les noyaux des atomes, pas leurs electrons. Il n'y a aucun rapport entre le photovoltaïque et les réactions nucléaires.

m@ch3

[f6bes]

Bjr Dique,
Ton panneau produit une tension que tu n'utilises PAS. C'est tout.
Ta pile ou ta batterie, c'est itou pareil.
Ta pile ou batterie n'a pas besoin de ne "rien faire= débiter" pour produire
SA tension ( qui est inutilisée dans ce cas).
Un bouteille de 1 litre d'eau pleine est suceptible à tout moment de fournir de l'eau.
Pour ta pile c'est pareil.
Bonne journée

[dique]

Merci à mach3 et f6bes pour vos messages. Je vais reformuler vos explications, pour bien les comprendre :
Il y a, donc, une tension aux bornes d’un panneau photovoltaïque non connecté, cela signifie que la réaction photoélectrique a, au moins, commencé. Et ensuite que se passe-t-il ?
La réaction s’est arrêtée. Tous les électrons "arrachables" ont été arrachés et il y a, d’un côté, un déficit d’électrons et, de l’autre, un surplus, ce qui crée une tension électrique. Et les photons, maintenant, traversent le panneau comme ils traverseraient une plaque de verre.
C’est cette explication que vous donnez. Est-ce que ma reformulation vous convient ?
Je vous propose une autre explication. À vous de me dire ce que vous en pensez et, éventuellement ce qui ne va pas :
Les photons arrivant en continu, la réaction ne s’arrête pas, créant un courant électrique diffus dans le panneau. Si c’est le cas, le panneau va chauffer non seulement comme une plaque de verre au soleil mais, aussi, par effet Joule, ayant, dans ses entrailles, des électrons qui circulent. Il faudra attendre que l’on branche un appareil aux bornes du panneau, pour que les électrons s’éloignent, leur terrain de jeu s’étant agrandi, créant ainsi un courant électrique qui fera fonctionner l’appareil.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Je vous propose une autre explication. À vous de me dire ce que vous en pensez et, éventuellement ce qui ne va pas :
Les photons arrivant en continu, la réaction ne s’arrête pas,

La réaction s'arrête, comme dans une pile : les charges accumulées sur les bornes créent un champ électrique qui s'oppose à la réaction dans les deux cas. Sur la borne négative il y a de plus en plus d'électrons en excès, qui repoussent de plus en plus fort d'éventuels nouveaux arrivants. Sur la borne positive il y a de plus en plus d'électrons manquant, ce qui génère une charge positive qui retient de plus en plus fort d'éventuels nouveaux partants.
La situation devient stationnaire.

m@ch3

[gts2]

Dit autrement, les photons qui arrivent continuent d'arracher des e-, mais les charges accumulées vont compenser le champ électrique créé par la diffusion, les e- arrachés ne pourront plus bouger et se recombineront.
Donc les photons ne traversent pas le panneau.

[dique]

Je comprends, mach3, que, dans une pile, la réaction peut se bloquer d’elle-même, par l’accumulation de charges.
On ouvre une bouteille de bière, le gaz dissous s’échappe. On referme la bouteille, le gaz va continuer de s’échapper. Mais, au bout de quelques instants, il s’arrête. La pression, qu’il a lui-même créée au-dessus du liquide, bloque le dégagement gazeux.
Dans le cas du panneau photovoltaïque, il me semble que c’est différent : les photons sont indépendants du panneau et ils arrivent en continu.
Et, si les photons continuent d’arracher des électrons, cela signifie, gts2, qu’ils perdent l’énergie qu’ils donnent aux électrons. Et cette énergie, les électrons vont la reperdre en se recombinant (en réintégrant un atome). Mais, alors, que devient-elle ?

[gts2]

çà chauffe.

[mizambal]

hello. Il me semble qu'un panneau photovoltaïque est un générateur de courant. Dans ce cas peut on parler d'accumulation de charge statique ? ça me semble pas possible car dans un générateur de courant j'imagine les électrons circuler dans la charge si elle existe, sinon au travers de sa résistance interne.

[Patrick_91]

Bonjour,
Non une cellule photovoltaique ou un module (assemblage en série) se comportent plutôt comme des générateurs de tension
Voir les courbes I(V) sur ce document <<<----
A vide (courant = 0) et en charge la tension varie peu, la résistante interne provoque une chute de tension jusqu'au point de rupture , tension nulle et courant maximal (de court circuit).
A plus

[gts2]

Pour ce qui est de générateur de courant ou de tension, tout dépend de quoi on parle.

Du point de vue caractéristique, c'est "les deux mon capitaine" : au vu de la courbe fournie par patrick_91, cela ressemble à une courbe d'alimentation de labo avec deux branches une génératrice de courant, l'autre générateur de tension.
Toujours au vu de cette courbe, le point de fonctionnement utile est à la limite entre les deux modes.

Du point de vue interne, la modélisation d'une cellule photovoltaïque est la mise en parallèle d'un générateur de courant (du aux photoélectrons) avec une diode, donc dans ce cadre c'est bien un générateur de courant mais "contrarié" par la présence de la diode, nécessaire à la circulation du photocourant.

[Patrick_91]

Hello,

Nous n'avion pas les memes valeurs !
Si on regarde les carractéristiques I(V) en fonction de l région et de l'éclairement en effet sans réguluateur on passe de géné de tension à courant c'est sur ... J'avais collé dans ma tète un régulateur 12 V par exemple .. donc acte
A plus

[phys4]

hello. Il me semble qu'un panneau photovoltaïque est un générateur de courant. Dans ce cas peut on parler d'accumulation de charge statique ? ça me semble pas possible car dans un générateur de courant j'imagine les électrons circuler dans la charge si elle existe, sinon au travers de sa résistance interne.

C'est bien cela, sauf que la résistance interne dépend est fortement non- linéaire au delà d'une certaine tension, ce qui limite la tension disponible.
Suivant les caractéristiques fournies au paragraphe 6 du document, vous verrez que la source de courant est proportionnelle à l'éclairement.