PV

PV: Le grand rôle de photovoltaïque

 

Installations à haut rendement et construction de systèmes intégrés d’énergie renouvelable

 

PV
renouvelable

L’effet photovoltaïque (PV) est le processus par lequel les cellules photovoltaïques convertissent l’énergie solaire qu’elles absorbent en électricité.

Les systèmes photovoltaïques n’émettent pas de dioxyde de carbone, ce qui est bénéfique pour la protection de l’environnement. L’énergie des photons absorbée par les nanomatériaux est transférée aux électrons atomiques.

Installations à haut rendement et systèmes intégrés d’énergie renouvelable

 

En 1839, Alexandre Edmond Becquerel, un scientifique Français, observe pour la première fois l’effet PV, qui est le principe de production d’électricité à partir du rayonnement solaire.

L’effet PV est un processus qui génère du courant électrique lorsque la lumière du soleil frappe la couche limite des matériaux semi-conducteurs. Depuis lors, de nombreux chercheurs se sont efforcés de développer des technologies de production d’électricité basées sur cet effet.

En 1870, l’effet PV a été étudié dans le sélénium, et les résultats ont indiqué que l’efficacité énergétique du sélénium solide n’était que de 1 à 2%, ce qui était bien inférieur à la valeur acceptable pour les convertisseurs d’énergie potentiels.

En 1950, le silicium cristallin de haute pureté a été développé; en 1954, une cellule photovoltaïque (PV) au silicium avec un rendement de conversion de 4% a été créée aux Bell Labs; L’efficacité a ensuite été portée à 11 %. L’effet PV a inauguré une nouvelle ère de production d’énergie solaire à cette époque.

La lumière du soleil se compose principalement de photons, qui peuvent être considérés comme des unités discrètes de l’énergie contenue dans la lumière.

Les cellules PV sont composées de matériaux semi-conducteurs avec une jonction p-n. Lorsque le rayonnement solaire frappe une cellule solaire, la cellule peut absorber une partie des photons, ce qui entraîne la production de paires électrons-trous.

 

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                             cellules solaires

Si un circuit externe est créé, la différence de tension fait circuler les électrons du côté n vers le côté p de la jonction. Ainsi, le courant électrique est généré dans le circuit externe.

L’effet PV fait référence à la transformation physique de la lumière du soleil en électricité par une cellule PV. Lorsqu’une cellule photovoltaïque est exposée à la lumière du soleil, la quantité de lumière absorbée génère de l’électricité, tandis que la lumière solaire restante peut être réfléchie ou transmise. L’énergie de la lumière absorbée dynamise les électrons dans les atomes de la cellule PV.

Avec cette énergie, ces électrons quittent leurs positions normales dans le semi-conducteur du matériau PV et génèrent un flux électrique, ou courant électrique, à travers un circuit électrique externe connecté aux bornes des cellules photovoltaïques.

La différence de potentiel de tension qui entraîne le courant à travers une charge externe [65] est fournie par le champ électrique inné de la cellule PV, qui est une propriété électrique distincte. Afin d’induire le champ électrique intégré dans une cellule photovoltaïque, deux couches de matériaux semi-conducteurs différents sont mises en contact l’une avec l’autre.

La première couche de type n a une abondance d’électrons et une charge négative. Chargée positivement et riche en trous, l’autre couche de type p est chargée positivement. Étant donné que le silicium de type n possède un excès d’électrons et que le silicium de type p possède des trous en excès, le contact de ces couches crée une jonction p/n à leur interface, générant ainsi un champ électrique.

Dans ce contact, les électrons en excès circulent du type n au type p. En conséquence, une charge positive s’accumule le long du côté de type n de l’interface, tandis qu’une charge négative s’accumule le long du côté de type p.

Ainsi, un champ électrique est créé à la jonction p/n, la surface où les couches se rencontrent. En raison du flux d’électrons et de trous, ce champ électrique est créé.Ce champ électrique incite les électrons à se déplacer de la surface positive du semi-conducteur à sa surface négative afin de transporter le courant.

 

cellules solaires
cellules

Simultanément, les trous se déplacent dans la direction opposée, vers la surface positive, où ils attendent l’arrivée des électrons
Les préoccupations environnementales et le changement climatique ont obligé les administrateurs de réseaux électriques à rechercher des sources d’énergie alternatives. Les progrès récents de la recherche et les innovations dans l’utilisation des sources d’énergie renouvelables pour améliorer l’exploitation des réseaux électriques ont produit des résultats encourageants.

La production décentralisée (DG) est une méthode de production d’électricité à partir de multiples sources d’énergie renouvelables situées à proximité immédiate des demandes de charge.

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