Une équipe de chercheurs de la Michigan State University (MSU) a mis au point un concentrateur solaire transparent. Le concentrateur est conçu pour absorber les rayons de lumière invisibles et les convertir en électricité de qualité réseau, fournissant une source de puissance propre avec un impact esthétique minimal sur un bâtiment ou un appareil.
Parallèlement aux progrès de la technologie, le scientifique des matériaux Richard Lunt et son équipe ont évalué le potentiel du concentrateur solaire aux États-Unis. Le document conjoint intitulé «L’émergence de systèmes photovoltaïques hautement transparents pour des applications distribuées» a été publié dans la revue scientifique Nature Research en 2017. Il souligne les grandes étendues de verre qui pourraient devenir des sources d’énergie et la quantité d’énergie inexploitée qu’elles représentent.
« Les cellules solaires hautement transparentes représentent la vague du futur pour de nouvelles applications solaires », a déclaré M. Lunt dans son rapport. Si la technologie pouvait être déployée à grande échelle, elle pourrait, en théorie, réduire les émissions de carbone des États-Unis de plus de 700 millions de tonnes métriques par an. Convient aux écologistes et aux architectes, le solaire transparent pourrait permettre de s’éloigner des panneaux solaires encombrants sans réduire la production d’énergie.
Dans le but de commercialiser la technologie solaire transparente, Lunt a fondé la société Ubiquitous Energy, avec comme co-auteurs Richa Pandey comme scientifique principal et Miles Barr comme PDG. Dans le cadre de ce démarrage du MIT, la technologie a été baptisée Clearview Power et est actuellement en phase pilote. Ubiquitous Energy prépare actuellement des prototypes pour aider à rendre le solaire transparent une réalité le plus rapidement possible.
Accord sur les bonnes fréquences
Les technologies solaires transparentes ont été étudiées auparavant, mais leur efficacité limitée et leur tendance à changer la couleur de la lumière pénétrant dans les fenêtres les rendaient indésirables. Au cours des 30 dernières années, de nombreux efforts ont été consacrés à la modification de panneaux solaires conventionnels utilisés comme fenêtres ou vitres; cependant, les systèmes photovoltaïques (PV) utilisent la lumière ambiante aux mêmes fréquences que l’œil humain peut voir, et en tant que tels ne peuvent atteindre un niveau de transparence suffisamment élevé pour les rendre attrayants.
Lunt et son équipe de MSU ont adopté une approche différente, développant un concentrateur au lieu d’un panneau solaire au sens traditionnel. Bien que visuellement similaire à un morceau de verre, le concentrateur est une couche mince et flexible de matériaux organiques qui peuvent être placés sur les fenêtres, les écrans de téléphone ou sur toute surface plane et claire.
Le concentrateur peut être «réglé» pour capter des sections spécifiques du spectre lumineux, ce qui lui permet de récolter l’énergie uniquement à partir des longueurs d’onde de la lumière ultraviolette et proche infrarouge, qui sont toutes deux invisibles aux humains.
« Parce que les matériaux n’absorbent pas ou n’émettent pas de lumière dans le spectre visible, ils sont exceptionnellement transparents pour l’œil humain », a expliqué M. Lunt.
Cette transparence est ce qui rend les concentrateurs à la fois esthétiques et polyvalents, ouvrant toute une gamme de possibilités. Il se trouve sur le verre à moins de 1 / 1000e de millimètre d’épaisseur, et est pratiquement indiscernable du verre. En plus de couvrir les gratte-ciels et autres bâtiments, la technologie pourrait être appliquée aux véhicules électriques, par exemple, leur permettant de charger en conduisant, augmentant considérablement la distance qu’ils peuvent parcourir et réduisant la dépendance sur le réseau national.
«Nous avons analysé leur potentiel et montré qu’en récoltant uniquement de la lumière invisible, ces appareils peuvent fournir un potentiel de production d’électricité similaire à celui du toit tout en offrant des fonctionnalités supplémentaires pour améliorer l’efficacité des bâtiments, des automobiles et de l’électronique mobile».
Des milliards de surfaces de verre
Le potentiel de l’énergie solaire présente est énorme et l’adoption a connu une croissance constante. En 2016, plus de capacité solaire a été installée que toute autre source d’énergie, marquant une étape importante dans le passage progressif des combustibles fossiles fortement polluants. Cela était particulièrement visible aux États-Unis, où, pour la première fois, plus de panneaux solaires ont été installés que toute autre source d’énergie, soit 39% des nouvelles installations. Ceci est principalement dû à la baisse du coût de la PV, qui a diminué de 70% depuis 2010.
Cependant, le pourcentage solaire de la capacité globale des États-Unis reste comparativement faible, à seulement 49GW. En 2016, l’augmentation de la capacité d’installation d’énergie solaire a été la plus importante jamais enregistrée en 2016 avec 4 626 MW de nouveaux PV, soit une augmentation de 95% par rapport au précédent record d’installation en 2015, mais il reste encore beaucoup à faire. réaliser le potentiel de la technologie solaire.
Par exemple, l’énergie solaire sur le toit a le potentiel de répondre à 40% de la demande d’énergie aux États-Unis et, selon M. Lunt, combinée à sa technologie transparente, «le déploiement gratuit des deux technologies pourrait nous rapporter 100% de notre demande. améliore également le stockage d’énergie « .
Les recherches de l’équipe de Lunt soutiennent ces affirmations confiantes avec des estimations selon lesquelles les Etats-Unis ont cinq à sept milliards de mètres carrés de surfaces de verre qui, si elles sont utilisées pour récolter l’énergie solaire, pourraient produire une énergie similaire au toit solaire. La combinaison des technologies est donc idéale pour profiter de toutes les surfaces disponibles et minimiser l’impact esthétique de l’énergie solaire.
Correspondant à l’efficacité de PV
La technologie solaire transparente pourrait avoir un impact significatif sur la production d’énergie, facilitant ainsi la transition vers des sources d’énergie sans carbone. Cependant, la technologie devra devenir plus efficace avant de pouvoir faire une réelle différence. Actuellement, il fonctionne à environ 5% d’efficacité, tandis que le PV solaire est entre 15% et 18%.
Il est peu probable que le solaire transparent puisse égaler l’efficacité des panneaux opaques, et il ne les remplacera certainement pas, mais il est encore tôt pour la technologie et Lunt est confiant qu’au fur et à mesure qu’il progressera, il deviendra trois fois plus efficace.
«Les applications solaires traditionnelles font l’objet d’une recherche active depuis plus de cinq décennies, mais nous travaillons uniquement sur ces cellules solaires hautement transparentes depuis environ cinq ans», a déclaré M. Lunt. « En fin de compte, cette technologie offre une voie prometteuse pour l’adoption solaire peu coûteuse et répandue sur les petites et grandes surfaces qui étaient auparavant inaccessibles. »
La Source: http://bit.ly/2Env2Mh
