L’invention d’un générateur électrique combinant énergie solaire et refroidissement radiatif

Il s’agit d’une avancée qui pourrait révolutionner la façon dont nous refroidissons les bâtiments et conservons les denrées périssables. Des chercheurs de l’Université d’État de Pennsylvanie, aux États-Unis, ont récemment publié une étude particulièrement intéressante dans la revue scientifique Cell Reports Physical Science. Intitulée Simultaneous subambient daytime radiative cooling and photovoltaic power generation from the same area (Refroidissement radiatif diurne subambiant et production d’énergie photovoltaïque simultanés à partir de la même zone), celle-ci décrit l’invention d’un système hybride doté de cellules solaires pour la production d’électricité et d’un module de refroidissement radiatif. Ce dernier pourrait être utilisé pour refroidir un bâtiment ou un dispositif de réfrigération.

Économiser de l’énergie

« L’électricité photovoltaïque générée dans le système peut être utilisée pour le stockage d’énergie ou convertie en courant alternatif à l’aide d’un onduleur […] Le froid obtenu à partir du refroidisseur radiatif transparent peut être utilisé pour refroidir l’air ou un liquide, qui peuvent être entraînés respectivement par un ventilateur ou une pompe, pour s’interfacer avec des systèmes thermiques afin d’économiser de l’énergie », ont expliqué les chercheurs. Effectivement, un refroidisseur passif n’a pas besoin d’une source d’énergie externe pour créer un effet de refroidissement. Au lieu de cela, il s’appuie sur les propriétés thermiques des matériaux.

Pouvant fonctionner 24/7

Le système développé par les scientifiques américains permettrait un refroidissement radiatif diurne subambiant. Les cellules solaires photovoltaïques embarquées produisent quant à elle de l’électricité. Fait intéressant, le refroidisseur peut fonctionner 24 h/24 et 7 j/7. Il adopte une conception à base de verre transparent, auquel s’ajoute une cellule photovoltaïque à contact arrière interdigité (IBC). Il faut savoir qu’il n’existe pas un lien direct entre la cellule solaire et le dispositif thermique. Pour évaluer l’efficacité de leur nouveau système énergétique, les universitaires ont réalisé un test dans un environnement à ciel ouvert.

Des performances prometteuses

Les essais ont montré que l’appareil procurait une meilleure économie d’électricité par rapport à une cellule solaire conventionnelle. En plus de cela, les scientifiques ont enregistré une baisse de température de 5,1 °C sous un rayonnement solaire d’environ 1 000 W/m². Dans une telle condition, la production d’énergie solaire s’élevait à 159,9 W/m². L’équipe a également été satisfaite des performances de refroidissement. « Nous avons obtenu expérimentalement une puissance de refroidissement ambiante de 63,8 W/m² sous un ensoleillement maximal et une puissance de refroidissement ambiante de 87,0 W/m² la nuit », a affirmé l’auteur principal de l’étude, Pramit Ghosh. Par ailleurs, la puissance de refroidissement théorique du dispositif hybride surpasserait de loin celle d’un refroidisseur radiatif à réflexion solaire traditionnel.

Un projet qui en rappelle un autre

Cette étude nous fait penser à une autre publiée plus tôt dans l’année. Des scientifiques saoudiens et américains ont rapporté en février dernier l’invention d’une technologie de refroidissement radiatif pour les systèmes photovoltaïques verticaux. Leur solution implique l’utilisation de deux miroirs inclinés à 45 degrés de part et d’autre d’un panneau solaire placé à la verticale. En rédigeant le rayonnement thermique vers le ciel, le système permet de refroidir le module. Cela a pour effet d’améliorer le rendement de conversion. L’équipe a notamment enregistré une augmentation de la puissance de sortie de l’ordre de 5 watts. Plus d’infos sur la recherche du groupe de l’Université d’État de Pennsylvanie : cell.com. Que pensez-vous de cette étude ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .