PHOTOVOLTAÏQUE

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Gisement solaire : répartition

Gisement solaire : répartition
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Photovoltaïque : bande d'une cellule à jonction n+p

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Photovoltaïque : fonctionnement d'une cellule

Photovoltaïque : fonctionnement d'une cellule
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Photovoltaïque : rendement de conversion énergétique d'une cellule

Photovoltaïque : rendement de conversion énergétique d'une cellule
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Principe de fonctionnement

Gisement solaire

Les cellules photovoltaïques sont des composants électroniques à semi-conducteurs qui, lorsqu'ils sont éclairés par le rayonnement solaire, développent une force électromotrice capable de débiter un courant dans un circuit extérieur. Leur fiabilité et leur faisabilité ont été largement prouvées depuis les années 1960, puisque la plupart des satellites artificiels utilisent ces dispositifs pour tirer directement leur énergie du rayonnement solaire (qui atteint 1,35 kW/m2 par seconde hors de l'atmosphère). Sur terre, l'absorption préférentielle par l'atmosphère de certaines longueurs d'onde modifie quelque peu le spectre solaire, mais l'énergie fournie est toujours importante, non polluante, inépuisable et assez uniformément répartie à la surface du globe. En effet, l'énergie annuelle globale (qui représente plus de 10 000 fois la consommation mondiale d'énergie) ne varie que d'un facteur 2 des régions nordiques aux régions les plus favorisées, souvent tropicales et désertiques (fig. 1).

Gisement solaire : répartition

Gisement solaire : répartition

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Le gisement solaire : répartition exprimée par les sommes annuelles du rayonnement solaire global sur un plan horizontal (en kilowattheures par mètre carré et par an). 

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Les spécialistes du photovoltaïque utilisent comme unité de référence la puissance crête (maximale) débitée par une cellule photovoltaïque à 25 0C sous une puissance lumineuse incidente fixée, pour les tests d'évaluation, à 1 kW/m2. La distribution spectrale du rayonnement solaire dépend de l'épaisseur de l'atmosphère à traverser (Air Mass : AM). On utilisera, par exemple, AM0 (hors atmosphère) pour les applications spatiales et AM1, ou AM1,5 pour les applications terrestres pour lesquelles la cellule photovoltaïque est placée au niveau de la mer dans des conditions d'éclairement qui correspondent à un ciel parfaitement clair et dégagé, sous un soleil de midi au zénith (900) pour AM1 ou d'inclinaison (∼ 420) pour AM1,5 (c'est-à-dire pour un rayonnement traversant 1 ou 1,5 fois l'épaisseur de la couche atmosphérique). Plus le nombre d'unités de masse atmosphérique sera élevé, plus le spectre solaire se décalera vers le proche infrarouge.

En revanche, l'utilisateur sera évidemment plus intéressé par le [...]


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Écrit par :

  • : ingénieur de recherche au C.N.R.S., docteur-ès sciences physiques (doctorat d'État), membre du programme énergie du C.N.R.S.

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Pour citer l’article

Jean-Claude MULLER, « PHOTOVOLTAÏQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/photovoltaique/