Effet de la température sur une cellule photovoltaïque
Le deuxième paramètre qui influence le profil de la caractéristique courant-tension d’une cellule photovoltaïque est la température de la cellule. Une cellule photovoltaïque convertit une énergie radiative (rayonnement) en énergie électrique avec un rendement compris en 5 % et 16 % selon la technologie. Le reste du rayonnement non-transformé en électricité est convertit en grande partie sous forme de chaleur, la fraction résiduelle étant réfléchie. Ainsi, une cellule photovoltaïque mal ventilée voit sa température monter très rapidement.
On observe que la température de la cellule photovoltaïque induit un effet notable sur la tension de celle-ci. Par contre, l’effet de la température sur le courant de la cellule photovoltaïque est négligeable.
Il apparaît que plus la température de la cellule augmente, plus la tension à vide de celle-ci diminue. La puissance de la cellule étant égale au produit du courant et de la tension, la même règle s’applique sur la puissance : plus la température de la cellule augmente, plus la puissance de celle-ci diminue.
Sur l’exemple ci-dessous, lorsque la température de la cellule augmente de 80 °C (elle passe de -10 °C à 70 °C), on constate que le courant de court-circuit Icc augmente de 183 mA (soit une augmentation de 3.7 %) et la tension diminue de 165 mV(soit une diminution de 24.6 %). Par voie de conséquence, la puissance maximale de la cellule photovoltaïque diminue 28 % (passant de 2.5 W à 1.8 W).
Les cellules photovoltaïques étant destinées à fonctionner à l’extérieur, elles seront soumises à la fois au froid intense du petit matin d’hiver et aux fortes chaleurs d’été. Il est ainsi indispensable de connaître leurs propriétés électriques sur une large gamme de température. En France, on considérera des températures allant de -10 °C à 70 °C. On obtient des caractéristiques courant-tension ainsi qu’illustrée ci-dessous :
En moyenne, la tension à vide d’une cellule photovoltaïque diminue de 2 mV lorsque la température de la cellule augmente d’un degré Celsius (peut varier d’un fabricant à l’autre), soit un baisse de tension de 0.3 % / °C. C’est ce qu’on appelle le coefficient de température lié à la tension, qu’on notera dans toute la suite de cet ouvrage KT(U). Ce coefficient de température dépend notamment de la nature de la cellule (cristallin, amorphe, etc…).
Quant au courant, il augmente en moyenne de 2 mA lorsque la température augmente d’un degré Celsius, soit une augmentation de courant de l’ordre de 0.04 %/°C ce qui reste négligeable. C’est ce qu’on appelle le coefficient de température lié au courant, qu’on notera KT(I).
De même, on définit un coefficient de température lié à la puissance, qu’on notera KT(P) compris entre 0.4%/°C et 0.5%/°C.
On observe que la température de la cellule photovoltaïque induit un effet notable sur la tension de celle-ci. Par contre, l’effet de la température sur le courant de la cellule photovoltaïque est négligeable.
Il apparaît que plus la température de la cellule augmente, plus la tension à vide de celle-ci diminue. La puissance de la cellule étant égale au produit du courant et de la tension, la même règle s’applique sur la puissance : plus la température de la cellule augmente, plus la puissance de celle-ci diminue.
Sur l’exemple ci-dessous, lorsque la température de la cellule augmente de 80 °C (elle passe de -10 °C à 70 °C), on constate que le courant de court-circuit Icc augmente de 183 mA (soit une augmentation de 3.7 %) et la tension diminue de 165 mV(soit une diminution de 24.6 %). Par voie de conséquence, la puissance maximale de la cellule photovoltaïque diminue 28 % (passant de 2.5 W à 1.8 W).
Les cellules photovoltaïques étant destinées à fonctionner à l’extérieur, elles seront soumises à la fois au froid intense du petit matin d’hiver et aux fortes chaleurs d’été. Il est ainsi indispensable de connaître leurs propriétés électriques sur une large gamme de température. En France, on considérera des températures allant de -10 °C à 70 °C. On obtient des caractéristiques courant-tension ainsi qu’illustrée ci-dessous :
Quant au courant, il augmente en moyenne de 2 mA lorsque la température augmente d’un degré Celsius, soit une augmentation de courant de l’ordre de 0.04 %/°C ce qui reste négligeable. C’est ce qu’on appelle le coefficient de température lié au courant, qu’on notera KT(I).
De même, on définit un coefficient de température lié à la puissance, qu’on notera KT(P) compris entre 0.4%/°C et 0.5%/°C.
