L’énergie solaire, pilier incontournable de la transition vers une économie verte, continue de progresser à pas de géant. Si les installations photovoltaïques représentent aujourd’hui la majorité des nouvelles capacités renouvelables, des défis subsistent pour garantir leur fiabilité et leur durabilité. Parmi eux, la gestion de la chaleur produite par les panneaux solaires est cruciale. En effet, une surchauffe réduit non seulement leur rendement, mais aussi leur durée de vie, entraînant des remplacements coûteux et prématurés.
Face à cette problématique, une équipe de chercheurs audacieux basés en Arabie saoudite, au sein du Centre d’excellence pour les énergies renouvelables et les technologies de stockage (KAUST), a mis au point une solution aussi simple qu’efficace : un nouveau matériau composite capable de refroidir passivement les panneaux solaires. Cette innovation prometteuse pourrait bien être la clé pour maximiser le potentiel de l’énergie solaire à travers le monde.
Un Composite Hydroscopique au Secours des Cellules Solaires
L’idée brillante de ces scientifiques repose sur un matériau composite à base d’acrylate, composé de chlorure de lithium et de polyacrylate de sodium. Ce mélange ingénieux possède une propriété fascinante : il absorbe l’humidité de l’air pendant la nuit et la libère progressivement pendant la journée. Cette évaporation naturelle agit comme un système de refroidissement passif, ne nécessitant aucune source d’énergie externe comme des ventilateurs ou des pompes, qui consomment de l’électricité et ajoutent à la complexité des installations.
« Nous sommes spécialisés dans les matériaux qui permettent un refroidissement passif. Ces matériaux sont minces et peuvent être placés sur différents systèmes qui nécessitent un refroidissement pour fonctionner, comme les serres et les cellules solaires, sans affecter les performances », explique le professeur Qiaoqiang Gan, figure de proue de cette recherche à l’université KAUST.
Contrairement à d’autres composites hydroscopiques, celui développé par l’équipe du KAUST se distingue par sa simplicité de fabrication et son faible coût. Le polyacrylate, un polymère abordable, est au cœur de ce processus, qui ne requiert ni produits chimiques agressifs ni réactifs spécialisés, rendant cette technologie d’autant plus attractive pour une application à grande échelle.
Des Résultats Étonnants Validés en Conditions Réelles
Pour tester l’efficacité de leur invention, les chercheurs ont appliqué ce matériau composite à des cellules solaires déployées dans le rude climat désertique d’Arabie saoudite. Les résultats ont été spectaculaires. Pendant plusieurs semaines d’exposition au soleil intense, les panneaux équipés du composite ont enregistré une température moyenne inférieure de 9,4 °C par rapport à ceux qui n’en étaient pas dotés.
Mais les avantages ne s’arrêtent pas là. Cette baisse de température a entraîné une augmentation de la puissance des cellules solaires de plus de 12,9 % ! De manière encore plus impressionnante, les chercheurs estiment que cette technologie pourrait augmenter la durée de vie des panneaux de plus de 200 %, réduisant ainsi considérablement la fréquence des remplacements et le coût global de production d’électricité de près de 20 %.
Pour s’assurer de la viabilité de leur solution dans des environnements différents, l’équipe a également mené des expériences dans des régions plus fraîches et pluvieuses des États-Unis. Les résultats positifs obtenus confirment que cette technologie de refroidissement passif est efficace quel que soit le climat.
Collaboration et Expertise : La Clé du Succès
Le professeur Gan a eu l’opportunité de tester son matériau composite sur des cellules solaires fournies par le professeur Stefaan De Wolf, également de l’université KAUST. L’équipe de recherche du professeur De Wolf est mondialement reconnue pour ses performances record en matière de cellules solaires personnalisées.
« Ce travail est un excellent exemple de la combinaison de différentes expertises à KAUST. Nous avons testé la nouvelle technologie de refroidissement sur les cellules solaires les plus performantes dans plusieurs environnements et avons obtenu d’excellents résultats dans tous les cas », a conclu le professeur De Wolf, soulignant la synergie fructueuse entre les différentes équipes de recherche de l’université.
Cette avancée significative dans le domaine du refroidissement passif des panneaux solaires ouvre de nouvelles perspectives pour l’adoption à grande échelle de l’énergie solaire. En augmentant la puissance et la longévité des installations, tout en réduisant les coûts de production d’électricité, cette technologie pourrait bien accélérer notre transition vers un avenir énergétique plus propre et plus durable. Le froid silencieux d’un matériau composite pourrait être la prochaine grande révolution du solaire.
Source : sciencedirect.com
