Le vent, la poussière et la température ont un impact significatif sur les performances des panneaux solaires. Les recherches ayant pour but de limiter l’effet de ces éléments sur le rendement des installations photovoltaïques se multiplient ainsi dans les quatre coins du globe. En Chine, une équipe constituée de scientifiques de l’Université d’aéronautique et d’astronautique de Nanjing et de l’Académie chinoise des sciences a par exemple mis au point un système de refroidissement radiatif diurne pour les cellules solaires. Une étude qui décrit cette percée a été publiée dans la revue Cell Reports Physical Science.
Un phénomène à ne pas négliger
Une journée ensoleillée et sans nuages peut sembler être le cadre idéal pour les panneaux solaires photovoltaïques. Mais c’est loin d’être le cas. Trop d’ensoleillement et trop de chaleur nuisent à l’efficacité de conversion des cellules solaires. Les dispositifs photovoltaïques conventionnels à base de silicium perdent environ 0,5 % de leur rendement à chaque fois que la température de fonctionnement augmente d’un degré Celsius. Avec leur technologie de refroidissement passif, les scientifiques chinois à l’origine de l’étude intitulée « Tandem daytime radiative cooling and solar power generation » espèrent donc contribuer à la résolution de ce problème. Pour ce faire, ils ont développé un dispositif de refroidissement qui absorbe moins le rayonnement atmosphérique.
Une chambre de refroidissement ingénieuse
Le nouveau système de refroidissement se compose d’une chambre faite de films d’éthylène-tétrafluoroéthylène (ETFE) de 150 mm d’épaisseur et de films de polydiméthylsiloxane (PDMS) de 5 mm d’épaisseur. Ces matériaux ont été placés dans des panneaux acryliques fabriqués suivant un processus de gravure laser. La chambre de refroidissement a ensuite été posée au-dessus d’une cellule solaire. Dans le but d’améliorer la capacité de refroidissement, l’équipe a doté le compartiment de refroidissement d’un circuit ouvert qui permet à l’air de le traverser à un débit de 20 litres par minutes. Pour évaluer l’efficacité de la conception, des tests en conditions réelles ont été menés dans la ville de Nanjing, en Chine.
Une conception prometteuse
Selon le rapport rédigé par les chercheurs, le prototype testé a atteint une puissance de refroidissement moyenne d’environ 40 W/m², avec un maximum théorique de 68,74 W/m². Il a fait preuve d’une grande stabilité pendant six heures. Concernant la puissance photovoltaïque, elle a atteint une valeur maximale de 120 watts/m² à midi sans la chambre de refroidissement. Dans le cas contraire, l’équipe a constaté une légère baisse des performances qui s’est traduite par une puissance maximale de 103,33 W/m².
« Dans l’ensemble, la cellule solaire équipée de la chambre a conservé environ 87 % de la production d’énergie initiale, par rapport à la cellule solaire sans chambre », ont conclu les universitaires. Des travaux supplémentaires sont prévus afin d’améliorer le rendement. Plus d’infos : sciencedirect.com. Des résultats encourageants qui amèneront peut-être à une commercialisation future ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
