L’invention d’un kit qui permet de chauffer de l’eau avec n’importe quel panneau solaire

Des chercheurs américains ont développé un nouveau type de panneau solaire qui, en plus de générer de l’électricité, produit de l’eau chaude sanitaire.

Il s’agit d’une invention qui pourrait considérablement réduire l’empreinte carbone et les dépenses énergétiques des ménages. Des scientifiques du laboratoire américain Multiphysics Interaction Lab (MiLab) ont publié un article dans la revue International Journal of Thermofluids sur une nouvelle technologie solaire. Cette innovation pourrait révolutionner la production et la consommation d’énergie verte. Intitulé « An experimental analysis of a hybrid photovoltaic thermal system through parallel water pipe integration », le papier décrit la possibilité d’utiliser un module solaire photovoltaïque pour chauffer l’eau et produire ainsi de l’eau chaude sanitaire. Les avantages ne se limiteraient pas cependant à cela.

Un projet passionnant

La conception de ce nouveau système photovoltaïque-thermique permet également de garder les panneaux solaires plus frais étant donné que le liquide agit comme un refroidisseur. Un fonctionnement qui aurait un impact positif sur le rendement de conversion, en augmentant notamment la capacité des modules à convertir l’énergie solaire en électricité. « Notre étude introduit une approche de refroidissement simple et pratique qui améliore l’efficacité électrique des panneaux photovoltaïques tout en offrant une solution durable aux besoins en eau chaude résidentielle », ont affirmé les scientifiques. Concernant justement sa conception, le panneau solaire hybride intègre à son arrière des conduites qui permettent à l’eau de circuler à un débit maximal de 3 litres/min grâce à une pompe centrifuge indépendante de 11 watts.

Illustration montrant les composants du prototype : (1) panneau PV/T, (2) collecteur de tubes en cuivre de sortie, (3) tuyaux isolés, (4) soupape de sécurité, (5) ballon de stockage d'eau chaude solaire, (6) pompe, (7) collecteur de tubes en cuivre d'entrée, (8) débitmètre, (9) thermocouple de fluide d'entrée, (10) multimètre, (11) thermocouples de surface PV, (12) thermocouple de fluide de sortie, (13) pyranomètre, (14) acquisition de données, (15) ordinateur.
Illustration montrant les composants du prototype : (1) panneau PV/T, (2) collecteur de tubes en cuivre de sortie, (3) tuyaux isolés, (4) soupape de sécurité, (5) ballon de stockage d’eau chaude solaire, (6) pompe, (7) collecteur de tubes en cuivre d’entrée, (8) débitmètre, (9) thermocouple de fluide d’entrée, (10) multimètre, (11) thermocouples de surface PV, (12) thermocouple de fluide de sortie, (13) pyranomètre, (14) acquisition de données, (15) ordinateur. Crédit photo : Multiphysics Interaction Lab (MiLab), Creative Commons License CC BY 4.0

Un prototype fonctionnel

Pour évaluer l’efficacité de leur concept, les chercheurs ont mis au point un prototype de panneau solaire polycristallin de 250 W basé sur la technologie qu’ils ont développée. Le dispositif a été posé dans un environnement extérieur suivant un angle d’inclinaison de 30 % et une orientation sud. L’équipe a utilisé des tuyaux en cuivre en amont et en aval pour la circulation de l’eau. L’installation a été équipée de plusieurs capteurs pour mesurer les paramètres de fonctionnement. Parmi eux figuraient un débimètre, un multimètre et un pyranomètre. Pour se faire une idée plus précise des performances de l’appareil, les scientifiques ont comparé les résultats avec ceux d’un système plus ou moins similaire installé sur le campus de l’université Notre Dame-Louaize au Liban.

Des résultats prometteurs

Les données récoltées ont montré que le panneau solaire hybride de l’équipe américaine pouvait générer 4% de puissance en plus grâce à l’effet de refroidissement procuré par l’eau qui circule dans les tuyaux en cuivre. Toutefois, pour pouvoir profiter de cet avantage, il fallait que le liquide circule en permanence, sans quoi il y aurait un risque de surchauffe en raison de la chaleur accumulée. Par ailleurs, les chercheurs ont enregistré une efficacité électrique moyenne de 11,5 %, contre 10 % en général pour un module sans refroidissement. L’efficacité totale, quant à elle, a été de 75 %, soit 65 % de plus que celle du panneau solaire de référence. Plus d’infos : sciencedirect.com. L’évolution de l’exploitation de l’énergie solaire a de beaux jours devant elle, ne trouvez-vous pas ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Source
sciencedirect.com

Marc Odilon

J'ai rejoint Neozone en 2020. Avant de me lancer dans le journalisme en 2014, j'ai suivi des études universitaires en gestion d'entreprise et en commerce international. Mon baccalauréat technique en mécanique industrielle m'a permis de me familiariser avec l'univers de la tech. Installateur de panneaux solaires et électronicien autodidacte, je vous fais découvrir tous les jours les principales actualités des nouvelles technologies. Curieux de nature et grand amoureux du web, je suis un rédacteur polyvalent et ma plume n'a pas de limites. Quand je ne travaille pas, je fais du jogging !

2 commentaires

  1. Absolument, rien de nouveau ici : DualSun commercialise des panneaux photovoltaïques + solaire thermiques depuis plusieurs années déjà.
    Le hic : ils sont à mon avis plus cher et moins performants que l’achat simultané de panneaux photovoltaïques plus thermique, dommage car le concept est parfaitement adapté par ex pour chauffer une piscine et alimenter en électricité sa pompe de filtration !

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