Le solaire 2024

Deux siècles d'énergie électrique

La cellule photovoltaïque

Panneaux solaires

Comprendre la cellule photovoltaïque

Quel matériau choisir ?

Travail en autonomie partie 2-3 et 4

Partie 2

Quel est la particularité des matériaux utilisées pour fabriquer des cellules photovoltaïques ?

Dans les cellules la matière est à l'état solide

Regarder et écouter attentivement la vidéo puis rdv page suivante

A l'état solide ce n'est pas 1 atome isolé mais des milliards d'atomes

Bien noter les bonnes réponses sur la feuille (à demander au professeur) puis la coller à la suite du travail sur les niveaux d'énergie

Répondre au QCM ci-dessous portant sur la vidéo précédente

fiche mémo à compléter à la maison

bilan (à lire)

Partie 3

Réaliser le travail demandé sur votre feuille

Le silicium est-il adapté au spectre solaire?

Spectre du soleil

Bilan (à lire)

Partie 4

Regarder la vidéo

Comment améliorer les capacités du silicium?

Faire le jeu suivant puis compléter le texte sur la feuille

Bilan (compléter et lire la fiche mémo voir pronote)

FIN

Partie 5

Etude du rendement

Partie 5

Transfert énergétique

Partie 5

Détermination expérimentale de Pélectrique

TUTOS

Partie 5

Exploitation des graphiques

Partie 5

Quelle est la résistance idéale pour protéger la cellule ?

Partie 5

L'éclairement de la cellule

Partie 5

Le rendement

FIN

Travail bilan n°1

Travail bilan n°2

Pour les plus rapides : exercices du livre à demander au professeur

Correction exos p2

Correction exos p1

La cellule

Les niveaux d'énergies

QUELQUES VIDEOS BILAN

matériau semi-conducteur

BILAN

GAP

matériau semi-conducteur

longueur d'onde de 1100 nm

GAP

longueur d'onde maximale = énergie minimale

transfert

s'il y a plus d'énergie ...

amélioration

transfert d'énergie

amélioration

Comprendre la cellule photovoltaïque

Bilan sur la cellule photovoltaïque

Plusieurs options de mise en scène : -vous êtes un chercheur et vous présenter votre recherche sur les nouvelles cellules solaires qui ont si possible un bon rendement ! -vous êtes les animateurs d'une émission -Vous êtes vendeur de panneaux solaire

Réalisation vidéo

Quelles questions vous viennent en tête lorsque vous voyez des panneaux solaires sur une habitaion ou autres ? Des questions d'ordre scientifique et technique

Questions :

En fonction du matériau choisi, le rayonnement solaire est plus ou moins absorbé. Il faut donc bien choisir le matériau utilisé pour réaliser des panneaux solaires La longueur d'onde associée au GAP, indique l'énergie minimale à fournir à la matière. D'après l'expression de l'énergie du photon, quand la longueur d'onde diminue, l'énergie augmente, DONC pour des plus petites longueurs d'ondes, l'énergie donnée au matériau sera plus importante, le GAP plus facilement franchi. Les électrons seront donc arrachés et un courant va circuler.

BILAN

Dans les pages suivantes

Travail à faire :

Calculer la surface de la cellule utilisée et la convertir en m² -On se place dans le cas d'un éclairement de 1000 W/m² -Déterminer la puissance lumineuse reçue (en W) par la cellule

Travail à faire :

-Rappeler la Loi d'Ohm et les unités des grandeurs associées -Transformer la relation pour déterminer R -Calculer R à l'aide de U et I nominale Attention aux unités

Travail à faire :

-Déterminer graphiquement la puissance maximale -Graphiquement en déduire la tension nominale -Reporter cette tension nominale sur le 1er graphique et déterminer l'intensité nominale

Travail à faire :

-Observer le circuit électrique, déplacer le curseur et observer -Sur votre feuille, représenter le schéma du circuit et le dessiner également. -Calculer la puissance électrique pour compléter les quelques cases vides du tableau.

Travail à faire :

Rappeler la valeur de la puissance électrique maximale et la valeur de la puissance lumineuse Exprimer puis calculer le rendement de la cellule Conclure

Travail à faire :

-Représenter le diagramme énergétique d'une cellule solaire -Donner l'expression de son rendement

Travail à faire :