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Offres de mémoires recherche

Réaliser une simulation numérique afin d’étudier l’influence des propriétés radiatives du backsheet sur la température de cellule

Mémoire Scientique Recherche

Axe :: Production, stockage et gestion de l’énergie

Site :: Grand Paris Sud

Nature :: Mémoire Scientique Recherche

Personne(s) encadrante(s) :: Ali Khouzam

Contexte
L’efficacité de la production d’énergie électrique des panneaux photovoltaïques (PV) dépend du flux d’irradiation solaire et de la température de fonctionnement de la cellule solaire. Cela signifie que la puissance des panneaux photovoltaïques dépend principalement de la lumière directe du soleil. De plus, les conditions atmosphériques, telles que la poussière et les nuages, peuvent affecter la production d’énergie. La production d’énergie diminue avec l’augmentation de la température de fonctionnement des panneaux photovoltaïques.
Le backsheet dans les modules PV joue le rôle d’étanchéité, de barrière pour les rayons ultraviolets et agit comme un isolant électrique. En même temps, l’utilisation d’une feuille réfléchissante comme feuille de fond améliore le rendement d’un module PV par la réflexion (diffuse) de la lumière incidente. Une partie de la lumière qui pénètre dans la zone exposée de la feuille arrière entre les cellules et le bord du module est redirigée après réflexion et piégée à l’interface verre-air. La contribution de la lumière réfléchie par la feuille arrière dans la puissance produite par la cellule PV est donc liée à la réflectivité du backsheet et à l’espacement entre cellules. D’après les premières estimations, ce gain sur la puissance pourrait facilement se situer entre 2 et 3%.
De plus, la lumière infrarouge (IR) transmise par la cellule pourrait elle aussi être efficacement réfléchie par la zone située derrière la cellule, améliorant ainsi la réponse infrarouge de la cellule PV.

Problématique :
Afin d’augmenter le rendement de conversion des modules PV, une solution est de réduire la température de cellule et d’augmenter le flux lumineux incident aux cellules PV. C’est dans ce cadre que nous nous sommes fixés pour objectif de mieux comprendre les transferts radiatifs à l’intérieur d’une cellule encapsulée afin de mieux comprendre l’environnement radiatif de la cellule PV et leurs influences sur la température et le rendement de la cellule PV.

Méthodologie :

Réaliser une simulation numérique afin d’étudier l’influence des propriétés radiatives du backsheet sur la température de cellule.
Réaliser le modèle d’une cellule de silicium non encapsulée sur un logiciel de simulation numérique (volume fini, Ansys Fluent), en faisant intervenir les différents modes de transferts pour analyser le phénomène mis en jeu.
Etude paramétrique des indices n et k du backsheet pour minimiser la température de cellule et maximiser le gain de la puissance produite
Déterminer numériquement la température de la cellule P
Confrontation avec des résultats expérimentaux

Les objectifs de ces recherches sont d’améliorer les performances et la compétitivité des cellules photovoltaïques et d'augmenter les rendements de conversion de la lumière en électricité et de réduire les coûts de production. Un autre objectif est de mieux comprendre les échanges radiatifs au sein d’une cellule encapsulée afin de déterminer les propriétés radiatives d’un backsheet permettant un gain optimal de production électrique.

Compétences requises :: 1- Bonnes connaissances en transfert thermique.
2- Une bonne maitrise du logiciel Ansys Fluent sera appréciée.

Je candidate

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