Rendement d’une cellule solaire
Sur les caractéristiques courant-tension, relevez la puissance au maximum P_max et divisez par la puissance incidente P_inc. Moyennez le rendement η sur plusieurs niveaux d’éclairement.
Collège–lycée· 24 min·Simulation voisine: Électricité et magnétismeCellule solaire : caractéristique I–V et point de puissance maximale
Objectif
Déterminer le rendement moyen η = P_max / P_inc et le comparer à la valeur du modèle, voisine de 18 %.
Matériel
- Cellule solaire (module)
- Source d’éclairage
- Voltmètre et ampèremètre (caractéristique I–U)
Expérience
Théorie
Le rendement d’une cellule solaire vaut η = P_max / (E · S), où P_max est la puissance au point de fonctionnement maximal de la caractéristique I–U, E l’éclairement et S l’aire. Dans ce TP, P_inc est fixé par le modèle d’éclairage.
Mode opératoire
- Réglez l’éclairement relatif (distance de la lampe ou passage de nuages).
- Cliquez sur « Enregistrer la mesure » : la ligne reçoit un échantillon η = P_max / P_inc avec un léger bruit.
- Recommencez pour au moins 6 niveaux d’éclairement.
- Le résultat est la moyenne de la colonne η. Comparez à la valeur de référence du modèle et formulez la conclusion.
Conclusion
Le rendement moyen s’accorde avec le modèle à une diode de la cellule dans les limites de la tolérance. Sources d’erreur : bruit sur le point de puissance maximale et idéalisation d’un éclairement uniforme.