Sommaire
1Rappeler l'expression du rendement d'une cellule photovoltaïque 2Identifier les valeurs données dans l'énoncé 3Exprimer la grandeur recherchée 4Effectuer l'application numériqueLe rendement \eta d'une cellule photovoltaïque est lié à la puissance électrique produite et à la puissance lumineuse absorbée. Connaître deux de ces grandeurs permet de déterminer la troisième.
Une cellule photovoltaïque de rendement 17,0 % produit une puissance électrique de 34{,}0 \text{ W}.
Déterminer la puissance lumineuse absorbée par cette cellule photovoltaïque.
Rappeler l'expression du rendement d'une cellule photovoltaïque
On rappelle l'expression du rendement d'une cellule photovoltaïque en fonction de la puissance électrique produite et de la puissance lumineuse absorbée.
Le rendement \eta d'une cellule photovoltaïque est égal au quotient de la puissance électrique produite et de la puissance lumineuse absorbée, ces deux grandeurs devant être exprimées dans la même unité, généralement en watts (W) :
\eta = \dfrac{P_{\text{électrique}}}{P_{\text{lumineuse}}}
Il est aussi possible d'exprimer le rendement d'une cellule photovoltaïque à partir des expressions des puissances électrique et lumineuse.
- La puissance électrique est égale au produit de la tension U et de l'intensité I :
P_{\text{électrique (W)}} = U_{\text{(V)}} \times I_{\text{(A)}} - La puissance lumineuse est égale au produit de l'éclairement E et de la surface S :
P_{\text{lumineuse (W)}} = E_{\text{(W.m}^{-2})} \times S_{\text{(m}^2)}
Identifier les valeurs données dans l'énoncé
On identifie les valeurs données dans l'énoncé.
Ici, l'énoncé donne :
- le rendement de la cellule : 17 % ;
- la puissance électrique produite : 34 \text{ W}.
Exprimer la grandeur recherchée
À partir de l'expression du rendement, on exprime la grandeur recherchée.
Ici, la grandeur recherchée est la puissance lumineuse absorbée.
Puisque :
\eta = \dfrac{P_{\text{électrique}}}{P_{\text{lumineuse}}}
On a :
P_{\text{lumineuse}} = \dfrac{P_{\text{électrique}}}{\eta }
Effectuer l'application numérique
On effectue l'application numérique, les puissances étant exprimées dans la même unité.
On a donc :
P_{\text{lumineuse}} = \dfrac{34{,}0}{0{,}170 }
P_{\text{lumineuse}} = 200 \text{ W}
La puissance lumineuse absorbée par cette cellule est donc de 200 \text{ W} .