La chaleur a un impact significatif sur le rendement des panneaux solaires photovoltaïques. Contrairement aux idées reçues, les cellules solaires sont de moins en moins efficaces à mesure que la température augmente à partir d’un certain seuil. En fait, la température optimale pour leur fonctionnement est d’environ 25 °C. Pour préserver le rendement des installations photovoltaïques, les ingénieurs s’efforcent ainsi de trouver des solutions efficaces pour refroidir les modules. Dans cette perspective, une équipe composée de chercheurs de l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah, en Arabie saoudite, et de l’Université d’État de New York à Buffalo, aux États-Unis, a annoncé une prouesse qui pourrait améliorer les choses.
Pas seulement pour les panneaux solaires
Concrètement, le groupe a réussi à développer un gel refroidissant composé de sel de sodium d’acide polyacrylique (PAAS) et de chlorure de lithium (LiCl). Ce composite d’hydrogel a pour rôle de refroidir les panneaux solaires en absorbant l’humidité la nuit pour ensuite la libérer pendant la journée par évaporation. À noter qu’une étude consacrée à cette prouesse a été publiée dans la revue Materials Science and Engineering R: Reports. La nouvelle solution est conçue pour être appliquée à l’arrière d’un module solaire. Cependant, elle peut aussi refroidir d’autres surfaces. « Ces matériaux sont minces et peuvent être placés sur différents systèmes qui nécessitent un refroidissement pour fonctionner, comme les serres sans affecter les performances », a expliqué le chercheur Qiaoqiang Gan qui a participé à la recherche.
Un hydrogel de forme plate
Pour concevoir leur gel de refroidissement, les chercheurs ont mélangé le LiCL au PAAS suivant un rapport de 2:1. La solution a ensuite été versée dans un moule de forme plate, puis laissée au repos jusqu’à durcissement. Selon les explications, le sel de sodium d’acide polyacrylique a été choisi du fait de son excellente capacité à retenir l’eau. De leur côté, les cristaux de chlorure de lithium sont en mesure d’absorber l’humidité atmosphérique. Des tests en laboratoire ont été menés en Arabie Saoudite et aux États-Unis au cours desquels un prototype de 7 mm d’épaisseur a été appliqué au dos de modules solaires de type silicium polycristallin de 54 mm x 54 mm.
Des résultats intéressants
Comme si cela ne suffisait pas, le même appareil a été déployé en plein soleil pendant 21 jours dans la ville saoudienne de Thuwal. Un modèle similaire a été testé de la même manière à Buffalo aux États-Unis, mais pendant un mois. Les chercheurs affirment avoir enregistré une puissance de refroidissement maximale de 372 W/m². Une baisse importante de la température des cellules solaires, allant jusqu’à 14,1 °C, a été observée. Grâce à ce refroidissement, les panneaux utilisés dans le cadre des essais ont vu leur rendement augmenter jusqu’à 14,7 %.
Plus intéressant encore, cette technologie augmenterait la durée de vie des modules de près de 200 % et réduirait le LCOE (coût actualisé de l’énergie) de 18 % grâce entre autres à un coût de mise en œuvre de seulement 37 dollars (~32 €) par m². Plus d’infos : sciencedirect.com. Un nouveau matériau pour refroidir, améliorer le rendement et augmenter la durée de vie des panneaux solaire, n’est-ce pas une belle histoire ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
