Lois de connexion des cellules solaires. Schéma, description

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Lois pour connecter les cellules solaires. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Toutes les cellules solaires au silicium génèrent une tension électrique d’environ 0,5 V. Quant au courant, il dépend de l’intensité de la lumière et de la taille de la cellule.

La figure 1 montre les caractéristiques de la cellule solaire (le courant est indiqué en unités arbitraires).

Lois de connexion des cellules solaires

Un niveau d'éclairement de 100 mW/cm2 correspond au rayonnement solaire direct à midi. Il ressort des caractéristiques qu'à mesure que le courant de charge augmente, la tension à la sortie de l'élément diminue jusqu'à ce qu'elle tombe à zéro à un certain courant. Ce courant est appelé courant de court-circuit. Contrairement à d’autres sources d’énergie, un court-circuit de la cellule solaire n’entraîne pas sa panne.

Pour augmenter la tension, les cellules solaires sont connectées en série. Il est clair que dans ce cas le courant de la guirlande est déterminé par l'élément ayant le courant le plus faible.

Pour augmenter le courant, des cellules solaires sont connectées en parallèle. Dans ce cas, la tension de sortie est déterminée par l'élément ayant la tension la plus basse. Ainsi, pour des applications réelles, les cellules solaires doivent être connectées en parallèle de chaînes en série. Cette combinaison s’appelle une batterie.

Lorsqu’ils travaillent avec des panneaux solaires, ils sont confrontés à un phénomène qui ne se produit pas lors de l’utilisation de sources d’énergie conventionnelles. Ce phénomène est appelé biais inverse. Supposons que nous disposions d'un ensemble de cellules solaires connectées en série, chargées d'une résistance. Une tension totale est libérée aux bornes de la résistance et un courant la traverse. Si l'un des éléments est assombri, ce qui suit se produira. Une cellule solaire qui ne produit pas d’énergie électrique devient une cellule à haute résistance. Désormais, toute la tension du circuit n'est pas appliquée à la charge, mais à l'élément sombre. En conséquence, l'élément chauffe et peut tomber en panne (exploser). Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de connecter une diode en parallèle à chaque élément afin qu'elle soit verrouillée lorsque l'élément est en fonctionnement (Fig. 2).

Lois de connexion des cellules solaires

Si vous ombragez maintenant l'un des éléments, la diode qui lui est parallèle commence à conduire le courant, contournant l'élément défectueux. La tension de sortie du circuit diminuera, mais l'élément ombré ne tombera pas en panne.

En pratique, il n’est pas pratique de contourner chaque cellule de batterie. Il suffit d'utiliser 4 à 5 diodes pour 1/4 ou 1/5 de la batterie. Ensuite, lors de l'ombrage, la tension diminuera de 20 à 25 %.

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