Essais d'un générateur photovoltaïque
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Voir aussi : la cellule photovoltaïque - Le générateur photovoltaïque -

Avant de se lancer dans la conception d'une installation de 10 m² il peut être instructif de faire quelques expériences à petite échelle. Pour mieux comprendre le fonctionnement d'un panneau photovoltaïque j'ai emprunté à un copain radioamateur ce panneau de 10 W.

Matériel utilisé pour les essais

Le générateur utilisé est un panneau de 10 watts crête fabriqué aux USA par la société Solarex sous la référence MSX10L.
Dimensions : Lg = 0,44 m et lg = 0,27 m
Surface utile : 0,086 m².
Très léger et robuste, Il est formé de 36 cellules mises en série, fixée sur une plaque de tissu de verre polyester (en apparence) et revêtu d'un film plastique très résistant et étanche. La sortie s'effectue au travers d'une diode pour permettre la recharge d'accumulateurs.
La tension de sortie à vide est d'environ 20 volts avec un éclairement suffisant et le courant de court-circuit peut dépasser 0,5 ampère.


1er essai : par temps couvert, en décembre (rayonnement diffus)

Conditions


L'essai a été réalisé le 17/12/2002 dans le Territoire de Belfort entre 13h et 13h30.
La température extérieure était de 5 degrés.
Le ciel était couvert mais le soleil était un peu visible au travers des nuages.

Influence de l'inclinaison du panneau


Le générateur est chargé par une résistance de 38 ohms - 10 W. Cette valeur n'est pas optimisée pour fournir la puissance maximum, elle a été choisie arbitrairement pour effectuer la mesure de puissance relative.
On mesure la tension en charge en fonction de divers angles d'inclinaison compris entre l'horizontale (0 degré) et la verticale (90 degrés).
Le capteur est orienté vers le soleil, pratiquement plein sud. Le maximum de puissance est obtenu lorsque le panneau est tourné vers le ciel, pour utiliser au maximum le rayonnement diffus en l'absence de rayonnement direct.
On voit que l'inclinaison peut varier entre 10 et 50 degrés sans différence notoire.
Ce jour-là la puissance électrique maxi est de l'ordre de 18 W/m²
 angle (degré)   U (volts)
  0   4,4
  10   4,8
  20   4,9
  30   5,0
  40   5,0
  50   4,8
  60   4,5
  70   4,3
  80   3,9
  90   3,3



2ème essai : une journée ensoleillée, en décembre (rayonnement direct)

Conditions


L'essai a été réalisé le 18/12/2002 dans le Territoire de Belfort entre 11h et 11h45.
La température extérieure était de 5 degrés.
Beau soleil assez bas sur l'horizon (18 degrés)

Influence de l'inclinaison du panneau


Le générateur est chargé par une résistance de 38 ohms - 10 W.
On mesure la tension en charge en fonction de divers angles d'inclinaison compris entre l'horizontale (0 degré) et la verticale (90 degrés).
Le capteur est orienté vers le soleil, pratiquement plein sud. On voit que le maximum de puissance est obtenu lorsque les rayons du soleil frappent perpendiculairement le panneau. Le rayonnement diffus existe toujours mais il s'efface derrière le rayonnement direct.
Cette fois l'inclinaison la plus favorable se situe entre 50 et 90 degrés car le soleil est bas sur l'horizon.
La puissance utile ramenée au m² est de l'ordre de 90W/m².
 angle (degré)   U (volts)   I (mA)   P (W)
  0   7,3   200   1,5
  10   12,5   340   4,3
  20   14,1   380   5,4
  30   15,2   410   6,2
  40   15,8   430   6,8
  50   16,5   450   7,4
  60   16,9   460   7,8
  70   17,0   460   7,8
  80   17,0   460   7,8
  90   16,7   450   7,5