Panneaux photovoltaïques
Création d'une gigantesque centrale solaire dans les Landes: 80 Megawatts.
C'est l'équivalent de la consommation de 40 000 foyers.
Comment associer les panneaux entre eux pour obtenir de grandes puissances de production ?
Commencer par caractériser le fonctionnement d'un panneau seul
Il suffit de faire un petit tour sur la toile pour trouver les caractéristiques de fonctionnnement indiquées par le constructeur.
Par exemple, à 1000 W/m2 d'éclairement solaire, la courbe correspondante présente toutes les valeurs d'intensité pouvant traverser le panneau et les tensions correspondantes. La puissance fournie ( P=UI ) optimale est de 180 W. On l'obtient pour une tension aux bornes du pannneau U ≈ 24 V ce qui correspond à I ≈ 7,5 A.
C'est sûr, on est encore loin des 80 millions de watts de l'exemple présenté dans la vidéo et pourtant il suffit d'associer 440 000 panneaux entre-eux de ce type, si il s'agit du modèle retenu. Alors, il faut un peu de terrain cela va de soi...
En série, en parallèle ?
D'abord, il faut savoir quel type de courant est récherché. Avant d'injecter l'énergie sur le réseau ERDF, il est nécessaire de transformer le courant continu fourni par le panneau en courant alternatif à 50 Hz et cela se réalise avec ce qu'on appelle des onduleurs. Cette fois les valeurs attendues sont de plusieures centaines de volts et d'ampères. Sur l'exemple ci-dessous, on atteint les 486 000 watts.
Comportement de l'association
Le comportement de cette association peut être déterminé à partir de la caractéristique d'un panneau. Autour du point de fonctionnement, on voit qu'il est possible de faire une modélisation simple en confondant la courbe en jaune avec sa tangente en rouge.
C'est ce que l'on fera dans la suite du cours. On dit qu'on linéarise. Cela permet d'avoir une expression simple (affine) pour I en fonction de U. En math, on écrirait I(U) = aU+b mais en physique, on préfère appeler les constantes a et b autrement et on écrit :
Dans notre cas, I0 = 15 ampères (on l'appelle courant électromoteur) et r = 3,2 ohms (résistance interne). Ces grandeurs caractérisent notre générateur linéaire. Pour l'association de tous les panneaux, on développera en cours l'étude de la puissance fournie à l'onduleur.
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