Le rendement d’un panneau photovoltaïque

Un panneau photovoltaïque est un générateur caractérisé de cellules ou de photopiles combinées entre elles pour débiter un courant continu grâce à la lumière du soleil. Cette dernière n’est pas du tout constante du lever au coucher du soleil. Son rayonnement maximal est atteint en milieu de journée. Les détails permettant le calcul du rendement panneau photovoltaïque incluent le principe de la tension à vide, le rendement par défaut ainsi que le rendement selon la technologie.

La tension à vide

Si une cellule photovoltaïque sans récepteur est placée sous une source lumineuse constante, elle est capable de générer à ses bornes une tension continue maximale, dénommée tension à vide. Cette tension est de 0,6 V. Pour comprendre le principe, prenons l’exemple d’un panneau à 36 cellules en série. Connaissant déjà qu’une cellule étant de 0,6 V ; les 36 cellules équivalent donc à 21,6 V. Dans cet état, le photogénérateur ne débite pas de courant et n’alimente pas de récepteur. Il est en mesure de fonctionner avec une sous-tension inférieure qui peut débiter du courant et alimenter un récepteur.

Le rendement photovoltaïque

Le rendement photovoltaïque est le rapport entre la puissance crête générée et la puissance lumineuse reçue moins la surface du panneau solaire. Les conditions normalisées d’ensoleillement sont les suivantes : 1 000 W /m², un spectre solaire AM 1,5 et 25° de température ambiante. Avec ces données, nous allons prendre l’exemple suivant pour connaître le rendement :

Un panneau en silicum polycristallin de 40 W (2,35 A/ 17 V) avec une surface de 360 cm². Le calcul du rendement est le suivant : 40 W / [0,36 m2 x 1 000 W/m²] = 11%

Bref, afin de calculer ses besoins en relation avec son habitation, il est recommandé de calculer la puissance maximale et le rendement d’un panneau solaire.

Le rendement selon les conditions d’éclairement

Ce tableau récapitulatif peut vous aider à choisir le type de panneau à acquérir selon sa puissance et son rendement :

  Rendement Puissance Gamme d’éclairement
Silicium monocristallin 15 à 20 % STC 5 à 300 Watts crête 100 à 1 000 W/m2
Silicium polycristallin 12 à 17 % STC 5 à 300 Watts crête 200 à 1 000 W/m2
Silicium amorphe 5 à 7 % STC

(jusqu’à 12 % pour les multi-jonctions)

0 à 1 Watts crête pour les photogénérateurs intérieurs

0,5 à 90 Watts crête pour les photogénérateurs extérieurs

20 lux (intérieur) à 1 000 W/m2

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