Photovoltaic solar panels

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1st year preparatory class.

Oral presentation of our project about solar panels.

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Photovoltaic solar panels

  1. 1. DAUBRY Mathieu FAVIER Nicolas KADERBAY Kamil ONDE SébastienDAUBRY Mathieu FAVIER Nicolas KADERBAY Kamil ONDE Sébastien SUP B Année :2009-2010 LES PANNEAUXPHOTOVOLTAIQU ES Professeur Accompagnateur : Mr TARAZONA
  2. 2. Introduction Comment faire des panneauxphotovoltaïques un atout majeur faceau problème d’énergie que nousrencontrons ?
  3. 3. Comment fonctionne un panneau solaire et comment améliorer son rendement ?• I-Fonctionnement théorique d’une cellule solaire• II-Techniques de fabrication• III-Qualités et défauts du silicium• IV-Maquette
  4. 4. I-Fonctionnement théorique d’une cellule solaire1.Conductivité du silicium.2.Dopage de type P et N . 1. Type N. 2. Type P.
  5. 5. I-Fonctionnement théorique d’une cellule solaire3.Notion de bandes d’énergie.
  6. 6. I-Fonctionnement théorique d’une cellule solaire4.Fonctionnement général d’une cellule solaire.
  7. 7. II-Techniques de fabrication dopée et texturée dopée p Empilement des couches d’une cellule photovoltaïque au silicium cristallin
  8. 8. II-Techniques de fabrication Décapage pp
  9. 9. II-Techniques de fabrication Texturation pp
  10. 10. II-Techniques de fabrication Dopage n pp
  11. 11. II-Techniques de fabrication Antireflet n pp
  12. 12. II-Techniques de fabrication Champs face arrière n pp p+
  13. 13. II-Techniques de fabrication Métallisation n pp Contacts métalliques p+
  14. 14. II- Qualités et défauts du silicium Principales qualités - Silicium : deuxième concentration massique la plus élevée - Semi conducteur donc matériau quasi parfait pour fabriquer des panneauxsolaires. Principaux défauts - Production longue et très complexe - Purification très énergivore
  15. 15. II- Qualités et défauts du siliciuma) Le calcul : Calcul du rendement d’une cellule solaire : Pm : Puissance maximale produite par le système (W) EE : Eclairement Energétique (W.m-2) S : Surface de la plaque solaire (m²)b) Les innovations et essais permettant un rendement optimal - Fabriquer des plaques solaires mobiles, capables de suivre la course du soleil - Innover en jouant sur le facteur « pratique » - Améliorer la pureté du semi-conducteur utilisé - Développer des centres de recherches
  16. 16. IV - Maquette1- Mécanisme général2- Le servomoteur3- Capter une différence d’ensoleillement4- Obtenir une différence de tension5- Orienter la maquette6- Montage final7- Résultats et discussions
  17. 17. 1. Mécanisme général1. Support de la maquette2. Barre verticale3. Plaque solaire
  18. 18. 2. Le servomoteurSystème motorisé capable d’atteindre uneposition déterminée et de la maintenir. Fonctionnement : 1. Reçoit un ordre de position sous forme de fréquence (signal carré) 2. La durée des impulsion détermine l’angle absolu de rotation 3. La courte durée des périodes permet un asservissement continu
  19. 19. 3.Capter une différence d’éclairement Résistance en fonction de la distance 900 800 700 Résistance (en Ω) 600 Ω(h) 500 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Distance (en cm) Plus la photorésistance estexposée à la lumière plus lavaleur de sa résistance diminue.
  20. 20. 4.Obtenir une différence de tensionI) Faire de la variation des photorésistances une variation de tension : Plus la résistance de la r2 r1 photorésistance est grande plus la tension de sortie est grande. Pour que ces résistances n’aient aucune influence sur la u2 suite du montage on u1 ajoute deux suiveurs.
  21. 21. II) Soustraire ces tensions : Us = U1 – U2 Nous avons ainsi une tension Us. - Si elle est positive il faut tourner du côté de la photorésistance R1. - Si elle est négative il faut tourner du coté de R2.
  22. 22. 5.Orienter la maquette en conséquence I- Le montage autour du NE555 A) L’intégrateur: En prenant R = 1 k Ω Et C = 1 mF On a :L’intégrateur nous permet de transformer la tension de différence en tensioncontinue située entre 0 et +15 volts.
  23. 23. B) Le NE555
  24. 24. II. Schéma du circuit final : Vers le servomoteur
  25. 25. 7.Résultats et discussions Démonstration de la maquette– Ensoleillement réel– Ensoleillement artificiel (baladeuse)
  26. 26. Importance de l’ensoleillement: Cas des plaques mobiles, améliorations théoriques :Pour p=1, on a unensoleillementproportionnel à sin(a) Ensoleillement reçu selon langle des rayons avec lhorizontale. 1.2 1 Ensoleillement 0.8 0.6 courbe expérimentale 0.4 calcul théorique 0.2 0 0 50 100 150 200 Angle en degrés
  27. 27. Améliorations expérimentales en intérieur Tension en fonction de langle que fait la baladeuse avec le sol 1.2 1Tension (en V) 0.8 0.6 Plaque fixée 0.4 Plaque mobile 0.2 0 Intensité en fonction de langle que fait 0 50 100 150 200 la baladeuse avec le sol. Angle baladeuse/sol (degrés) 0.45 0.4 0.35 0.3 I (en A) 0.25 0.2 0.15 Plaque fixée 0.1 Plaque mobile 0.05 0 0 50 100 150 200 Angle bladeuse/sol (degrés)
  28. 28. Amélioration en puissance (théorique) : Puissance en fonction de langle que fait la baladeuse avec le sol 0.45 0.4 P=UxI 0.35 0.3 0.25P (en W) 0.2 Plaque fixe Plaque mobile 0.15 0.1 0.05 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Angle baladeuse/sol (degrés) On peut ainsi mesurer une amélioration en puissance apportée par la maquette de 59.7 %
  29. 29. Résultats expérimentaux Tension a vide en extérieur 2.4 2.2 2Tension (en V) 1.8 1.6 Uoc(t), à 90° en (V) Uocmax (t), en (V) 1.4 1.2 1 6 11 16 21 Heure de la journée (en h) Intensité de court circuit en extérieur 0.35 0.3 0.25 Intensité (en A) 0.2 Isc (t), à 90°, en (V) Iscmax (t), en (V) 0.15 0.1 0.05 0 6 11 16 21 Heure de la journée (en h)
  30. 30. Amélioration de la puissance ( en extérieur ) 0.7 0.6 0.5Puissance (en W) 0.4 0.3 P(t) à 90° en (W) Pmax(t) en (W) 0.2 0.1 0 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Heure de la journée (en h) On mesure une amélioration en puissance de 36.3 % par rapport a une plaque fixe.
  31. 31. Améliorations potentielles : * Notre maquette consomme beaucoup d’énergie comparée à celle délivrée par la plaque photovoltaïque. * Notre maquette est automatisée uniquement sur un axe. * La plaque peut avoir des difficultés à sorienter correctement au lever du soleil.
  32. 32. Conclusion

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