Expérience 4 Quelle est l`évolution de la tension à vide et du courant

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Expérience 4
Quelle est l'évolution de la tension à vide et du courant d'une cellule photovoltaïque lorsque l'on varie
l'intensité lumineuse?
Marche à suivre:
Puisqu'il s'agit de mesurer la tension à vide et le courant en fonction de l'intensité lumineuse, nous
varions celle-ci en modifiant la distance cellule-source de lumière. Pour chaque mesure, nous allons
dans un premier temps mesurer l'intensité lumineuse en [Lux] à l'aide de la sonde, puis nous mesurons
la tension à vide et le courant produit par la cellule photovoltaïque. Nous établissons ensuite un
graphique représentant courant et tension à vide en fonction de l'intensité lumineuse.
Graphique:
Constats:
On constate que l'intensité du courant est représentée par une droite; cela signifie que le courant est
proportionnel à l'intensité lumineuse. En effet, le nombre de charges qui passent dans la cellule
photovoltaïque dépend de la quantité de lumière qui y parvient, or le courant se définit comme le
nombre de charges par unité de temps. Ainsi, plus il y a de lumière, plus il y a de charges et plus
l'intensité du courant est grande.
Quant à la tension à vide, nous remarquons qu'elle est indépendante de l'intensité lumineuse, car, à
faible luminosité, elle atteint déjà presque son maximum, et n'augmente alors que très légèrement.

Cela s'explique par la dépendance de la tension à vide à la densité en charges, et non pas à la quantité
de charges.
Expérience 5:
La tension U d'une cellule solaire photovoltaïque dépend-elle de la surface cellulaire éclairée?
Et qu'en est-il du courant?
Marche à suivre:
Nous allons mesurer l'intensité du courant et de la tension en recouvrant progressivement la
cellule photovoltaïque avec une surface opaque. Le spot se trouve à une distance de 35
centimètres de la cellule, ce qui équivaut à une luminosité de 3700 [Lx].
Graphique:
Constats:
Pour ce qui est de la tension, sa valeur est pratiquement indépendante de la grandeur de la
surface éclairée. Par contre, l'intensité du courant mesuré est directement proportionnelle à la
surface de cellule éclairée: ainsi, une cellule à demi-obscurcie produira une tension égale à sa
valeur en plein éclairement, et un courant d'une intensité réduite de moitié !

Expérience 6
La tension et l'intensité d'un courant produits par une cellule photovoltaïque varient-elles
selon l'angle d'incidence des rayons d'éclairement de la cellule ?
Marche à suivre:
Il s'agira de relever les valeurs de la tension et du courant produits par la cellule en variant
l'angle d'éclairement de ladite cellule.
Mesures:
Calculs:
L'intensité du courant et la tension produits par la cellule photovoltaïque varient selon le
sinus de l'angle d'éclairement de la lumière. Ainsi, nous avons les relations de calculs
suivantes:
sin(angle d'éclairement[°]) ï tension fournie [mV] = tension produite [mV]
sin(angle d'éclairement [°]) ï courant fourni [µA]= courant produit [µA]
Résultats:
Graphique:

Constats:
Graphiquement, l'on note encore une fois la dépendance linéaire du courant avec l'intensité
lumineuse, mais surtout, on constate la diminution linéaire de la tension et du courant avec
l'augmentation de l'angle d'incidence
Les valeurs mesurées de tensions et d'intensités de courant divergent passablement de celles
calculées, particulièrement en ce qui concerne la tension. Pour ce qui est de l'intensité, les
erreurs ne sont que de l'ordre de un ou deux milliampères.
Nous pouvons ainsi affirmer que la tension et le courant varient linéairement avec l'angle
d'incidence. Il est à préciser que si cette linéarité n'est pas bien visible sur les graphiques, c'est
à cause de l'indice de réflexion du plastique recouvrant la cellule voltaïque. En effet, ce
dernier a tendance à réfléchir une partie des rayons lumineux incidents, ce qui provoque une

baisse accentuée de la tension et de l'intensité. Ce phénomène expliquerait les différences
relatives aux tensions relevées et calculées. De plus, nous devons encore préciser que, du fait
que nous n'avons pas réalisé notre expérience dans une obscurité totale, la lumière ambiante
aura probablement perturbé nos relevés.
Expérience 7:
Comment évoluent la tension à vide et l'intensité du courant de deux cellules photovoltaïques
montées en parallèle, puis en série ?
Marche à suivre:
La source lumineuse est placée à 35 [cm] en face d'une première cellule photovoltaïque. La
seconde cellule est située de côté et orientée de manière à recevoir un maximum de lumière.
Pour une intensité lumineuse de 3700 [Lx], on mesure la tension à vide et le courant produits
par chaque cellule individuellement, puis lorsque l'on branche les deux cellules en parallèle et
en série.
Mesures:
Constat:
En ce qui concerne les cellules montées en parallèle, l'on remarque que la tension à vide vaut
approximativement la moyenne des tensions de chaque cellule. Le courant, lui, est égal à la
somme des intensités du courant des deux cellules.
A l'opposé, lorsque les deux cellule photovoltaïques sont branchées en série, la tension à vide
est l'addition des tensions de chaque cellule et le courant vaut la moyenne de leurs intensités.
Ces résultats contraires entre courant et tension sont logiques: en effet, les lois
conventionnelles de la physique montrent bien les capacités associatives de la tension. Pour ce
qui est du courant, l'addition des intensités en parallèle se justifie par la conservation de la
charge.
Expérience 8:
Quelle est l'influence d'une semi-obstruction des modules photovoltaïques relativement au
courant et à la tension à vide qu'ils produisent lorsqu'ils sont montés en parallèle ou en série ?
Marche à suivre: