Le générateur utilisé
est un panneau de 10 watts crête fabriqué aux USA
par la société Solarex sous la référence
MSX10L.
Dimensions : Lg = 0,44 m et lg = 0,27 m
Surface totale de silicium : 0,074 m².
Surface utile : 0,086 m².
1er essai : par temps couvert, en décembre
Conditions
L'essai a été réalisé le 17/12/2002
dans le Territoire de Belfort entre 13h et 13h30.
La température extérieure était de 5 degrés.
Le ciel était couvert mais le soleil était un peu
visible au travers des nuages.
Influence de l'inclinaison du panneau
Le générateur est chargé par une résistance
de 38 ohms - 10 W.
On mesure la tension en charge en fonction de divers angles d'inclinaison
compris entre l'horizontale (0 degré) et la verticale (90
degrés).
Le capteur est orienté vers le soleil, pratiquement plein
sud. Le maximum de puissance est obtenu lorsque le panneau est
tourné vers le ciel, pour utiliser au maximum le rayonnement
diffus.
angle (degré)
U (volts)
0
4,4
10
4,8
20
4,9
30
5,0
40
5,0
50
4,8
60
4,5
70
4,3
80
3,9
90
3,3
Puissance fournie en fonction
de la résistance de charge
Cet essai a surtout l'intérêt de montrer l'importance
qu'il y peut y avoir adapter les dimensions de la charge à
celles du générateur sous peine de voir le rendement
du système diminuer. De même qu'il est plus rentable
de faire rouler un camion juste plein qu'un camion à moitié
vide ou en surcharge.
La tension U et le courant I ont été mesuré
pour chaque valeur de R (variable).
La puissance P (mW) est égale au produit de U(V) par I(mA)
La puissance P reçue par m² a été calculée
à partir de P et de la surface utile du panneau (0,086m²).
On voit sur la courbe qu'un maximum de puissance est tiré
du panneau lorsque la charge a une résistance d'environ
160 ohms.
U (volts)
I(mA)
P (mW)
R(ohm)
P (W/m²)
0,6
140
84
4,2
1,0
1,9
138
262
13,8
3,0
3,0
133
399
22,6
4,6
4,0
127
508
31,5
5,9
5,5
123
677
44,7
7,8
8,5
121
1029
70,2
11,9
10,5
117
1229
89,7
14,2
11,5
115
1323
100
15,3
12,7
112
1422
113
16,5
14,0
107
1498
131
17,3
15,0
102
1530
147
17,7
16,0
96
1536
167
17,8
16,4
91
1492
180
17,3
16,6
89
1477
187
17,1
17,0
83
1411
205
16,3
17,3
79
1367
219
15,8
17,7
73
1292
242
15,0
18,0
64
1152
281
13,3
2ème essai : une journée ensoleillée,
en décembre
Conditions
L'essai a été réalisé le 18/12/2002
dans le Territoire de Belfort entre 11h et 11h45.
La température extérieure était de 5 degrés.
Beau soleil assez bas sur l'horizon (18 degrés)
Influence de l'inclinaison du panneau
Le générateur est chargé par une résistance
de 38 ohms - 10 W.
On mesure la tension en charge en fonction de divers angles d'inclinaison
compris entre l'horizontale (0 degré) et la verticale (90
degrés).
Le capteur est orienté vers le soleil, pratiquement plein
sud. On voit que le maximum de puissance est obtenu lorsque les
rayons du soleil frappent perpendiculairement le panneau. Le rayonnement
diffus existe toujours mais il s'efface derrière le rayonnement
direct.
angle (degré)
U (volts)
I (mA)
P (W)
0
7,3
200
1,5
10
12,5
340
4,3
20
14,1
380
5,4
30
15,2
410
6,2
40
15,8
430
6,8
50
16,5
450
7,4
60
16,9
460
7,8
70
17,0
460
7,8
80
17,0
460
7,8
90
16,7
450
7,5
Puissance fournie en fonction
de la résistance de charge
Même manipulation que précédemment. La résistance
de charge pour laquelle la puissance fournie par le panneau est
la plus importante est d'environ 38 ohms. Par rapport à
la puissance nominale du panneau de 10 W on voit qu'on atteint
7,3 W et un courant de 0,44 A sour 16,5 V.
Rapportée au m² la puissance électrique maximum
sous ces conditions d'ensoleillement est de 84W/m².
U (volts)
I(mA)
P (mW)
R(ohm)
P (W/m²)
0,5
490
245
1,02
2,8
3,8
490
1862
7,76
21,6
8,0
490
3920
16,3
45,4
13,2
490
6468
26,9
74,9
14,1
480
6788
29,4
78,3
15,4
470
7238
32,8
83,8
16,2
450
7290
36,0
84,4
16,8
430
7224
39,1
83,6
17,3
410
7093
42,2
82,1
17,9
360
6444
49,7
74,6
18,3
330
6039
55,5
69,9
18,6
300
5580
62,0
64,6
18,9
250
4725
75,6
54,7
19,3
200
3860
96,5
44,7
19,4
180
3492
108
40,4
19,5
160
3120
122
36,1
19,8
120
2376
165
27,5
20,0
70
1400
286
16,2
Influence d'un vitrage
On peut être tenté de placer le panneau photovoltaïque
derrière une fenêtre ou un Velux par commodité.
En réalité le vitrage (souvent le double-vitrage)
arrête une partie du rayonnement UV du soleil qui transporte
justement une fraction non négligeable de l'énergie. Expérience : le panneau a été placé
successivement devant et derrière un Velux incliné
à 50° et comportant un double vitrage de 2x4mm.
Conditions
U (volts)
I(mA)
P (mW)
devant le vitrage
15,7
490
7693
derrière le vitrage
11,6
360
4176
La perte de puissance est
de 46%
Influence d'une ombre
Toutes les cellules sont en série, comme les maillons d'une
chaîne. Il suffit qu'une seule cellule sur 36 (3% de la
surface) soit placée dans l'ombre pour que la baisse de
puissance soit considérable. Expérience : une des cellules a été
masquée complètement à l'aide d'un écran
opaque posée directement sur elle.
Conditions
U (volts)
I(mA)
P (mW)
sans masque
15,7
490
7693
avec masque
8,1
250
2025
La perte de puissance est
de 74%. Bien sûr cette situation est extrême mais
elle confirme qu'une chaîne vaut ce que vaut son maillon
le plus faible.
Le générateur utilisé
est un panneau de 10 watts crête fabriqué aux USA
par la société Solarex sous la référence
MSX10L. 
