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cellule solaire polycristallineLe rendement des panneaux photovoltaïques dépend avant tout du type de cellules utilisées: matériau et nature cristalline.  Dans le cas du silicium, de loin le plus courrant, on a les estimations suivrantes pour le rendement:

  • amorphe: ~7%
  • polycristallin: ~13%
  • monocristallin: > 15%

 

 

 

Influence de la température  

La température de la cellule a une petite influence sur le rendement, celui-ci décroît lorsque la température augmente. Il s'agit bien de la température de la cellule dont on parle ici, elle dépend de la température extérieure, de l'ensoleillement et du refroidissement auquel la cellule est soumise (vent, contacts, système de refroidissement dédié,...). On mesure généralement une perte sur la puissance de 0,4% à 0,5% par degré supplementaire au niveau de la cellule.

Par exemple un panneau qui génère 100 W à 25°C ne fournira plus que 95 W à 35°C. Si la température extérieure est à 30°C le panneau peut facilement atteindre les 60° (beau temps, peu de vent) et dans le cas de notre exemple le panneau ne fournirait alors plus que ~82,5 W.

 

Influence de la météo

Outre l'influence de la température ambiante sur la température des cellules la question centrale reste celle du type d'illumination: directe ou indirecte (diffuse).

L'illumination diffuse ou rayonnement diffus est celui qui ne vient pas en ligne droite du soleil mais qui a subi une (ou plusieurs) réflexion(s) dans l'atmosphère. C'est par exemple la seule source de lumière lorsque le soleil est couché!

En journée, le ratio rayonnement direct / rayonnement diffus dépend de beaucoup de paramètres dont la couverture nuageuse,  la position du soleil (au zénith, proche de l'horizon,...) la qualité de l'air dans les basses couches etc... De plus ce rapport varie en fonction des plages de longueur d'onde considérées.

Dans un modèle simplifié on peut considérer que dans le cas de la Suisse le rayonnement global est constitué à 40% du rayonnement direct et 60% du rayonnement diffus.

Le rayonnement diffus suffi à provoquer l'effet photovoltaïque, ce qui est une bonne nouvelle! C'est important que les cellules photovoltaïques soit placées dans un environnement dégagé pour profiter au maximum du rayonnement direct mais également diffus. Evidemment en cas de couverture nuageuse dense une grosse partie du rayonnement n'est ni "direct" ni "diffus"... il est absorbé ou réfléchi par l'atmosphère et donc perdu...

 

Sensibilité spectrale 

Le photovoltaïque exploite les longueurs d'onde correspondant au "visible" éventuellement en débordant sur le "proche infra-rouge" suivant le type de cellules. La situation est différente pour les capteurs solaires thermiques qui eux exploitent également les UV mais surtout l'infrarouge.

 

Plus de détails:

- Mesures et analyses détaillées sur le site du projet Soleil Marguerite 
- Approche mathématique du rayonnement diffus