La température de fonctionnement joue un rôle crucial dans le processus de conversion photovoltaïque. À partir d’un certain seuil, autour de 25 °C, plus il fait chaud, plus la capacité des cellules solaires à produire de l’électricité diminue. Pour préserver, voire booster le rendement électrique des panneaux solaires, il est donc essentiel de mettre en œuvre des techniques de refroidissement efficaces. En Thaïlande, une équipe de l’Institut Vidyasirimedhi des sciences et technologies (VISTEC) affirme avoir développé une technologie de refroidissement passif innovante pensée pour les modules solaires photovoltaïques. Un article consacré à cette percée a été publié dans la revue Advanced Materials Technologies. Intitulée « A lightweight hydrogel system for passive cooling of solar cells », l’étude décrit l’invention d’un système à base d’hydrogel capable de faire baisser la température des cellules solaires de 23 °C.
Un système de refroidissement passif
La solution inventée par les chercheurs du VISTEC est conçue pour être intégrée aux panneaux solaires en silicium. « Nous avons créé un système de refroidissement passif nécessitant beaucoup moins de matériaux, mais produisant une capacité de refroidissement et une puissance de refroidissement très élevées par rapport aux références. Notre conception à base d’hydrogel a un polymère thermoréactif comme réseau principal, entrelacé avec un autre polymère hydrophile », a expliqué Pichaya Pattanasattayavong, auteur correspondant de l’étude, rapporte notre source. L’hydrogel formulé par l’équipe est constitué d’un réseau de polymères semi-interpénétrants (semi-IPN) thermosensibles en poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM).
Un hydrogel à base de polyacrylamide
Les scientifiques ont expérimenté plusieurs solutions contenant du poly (alcool vinylique) (PVA), du poly(éthylène glycol) (PEG) ou du polyacrylamide (PAM). Pour ce faire, ils ont appliqué les hydrogels au dos de feuilles métalliques fixées à des cellules photovoltaïques de 4,8 cm x 6 cm. La quantité d’hydrogel appliqué variait en fonction des dimensions des cellules solaires et des conditions de température. Les chercheurs ont découvert que le système bénéficiant de l’hydrogel semi-IPN PNIPAM/PAM à 15 % en poids offrait le meilleur rendement en termes de poids, soit de 5,14 kg par m². Ils se sont alors focalisés sur cette solution pour développer leur système de refroidissement passif léger destiné aux panneaux solaires en silicium.
Un concept prometteur
Les universitaires ont relevé une puissance de refroidissement spécifique (SCP) de 1,86 W g−1. Un impressionnant taux de gonflement (SR) de 30 a été atteint en ajoutant du PAM aux hydrogels thermoréactifs du PNIPAM. Cette combinaison a permis, lors des tests, de faire baisser la température des cellules solaires de 23 °C, de 70 °C à 47 °C. Une diminution qui aurait amélioré le rendement de conversion de puissance des modules photovoltaïques d’environ 12 %. Plus d’infos : doi.org. Une telle solution de refroidissement passif sera-t-elle intégrée un jour dans les panneaux solaires ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
