Clé à emporter
- Des ingénieurs ont mis au point un mécanisme pour générer de l'électricité à partir de panneaux solaires la nuit.
- Le système capte la lumière infrarouge qui s'échappe des panneaux de refroidissement pour générer une petite quantité d'électricité.
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Les experts ne sont pas trop enthousiastes car le système n'est pas très efficace.
Un panneau solaire capable de générer de l'électricité même la nuit semble trop beau pour être vrai, et c'est peut-être le cas, malgré les preuves du contraire.
Des panneaux solaires à eau aux nouvelles méthodes de nettoyage, les scientifiques sont toujours à la recherche de moyens de rendre les panneaux solaires plus efficaces et plus utiles. Récemment, des ingénieurs de l'Université de Stanford ont conçu un générateur thermoélectrique qui utilise la lumière infrarouge rebondissant à la surface des panneaux solaires pour générer une petite quantité d'électricité, créant essentiellement de l'électricité à partir des panneaux même la nuit. Mais bien que la science soit solide, ce sont les aspects économiques qui pourraient empêcher cela de gagner du terrain.
"Je dirai que l'un des plus grands défis pour les [applications] thermoélectriques est de convertir la chaleur à basse température, [car à] près de la température ambiante, les rendements sont très, très faibles", a expliqué le Dr David Ginley, Scientifique en chef au National Renewable Energy Laboratory (NREL) dans un e-mail à Lifewire. "Dans ce cas, le problème est que le contenu énergétique est faible, et attendre jusqu'à la nuit signifie que vous perdez une partie de [l'énergie] par rayonnement dans tous les cas."
Que la lumière soit
Dirigé par un Ph. D. candidat Sid Assawaworrarit, les chercheurs ont équipé leur générateur thermoélectrique d'un panneau solaire ordinaire et ont utilisé l'engin pour générer une petite quantité d'électricité à partir de la lumière infrarouge s'échappant de la surface des panneaux solaires la nuit.
Un générateur thermoélectrique produit une petite quantité d'électricité en profitant de la légère différence de température entre l'air ambiant et la surface d'un panneau solaire lorsqu'il est pointé directement vers un ciel dégagé.
Le Soleil dirige une énorme quantité d'énergie vers la Terre, mais à l'exception d'une partie qui est piégée par les gaz à effet de serre, la planète envoie pratiquement une grande partie de l'énergie qu'elle reçoit sous forme de rayonnement infrarouge, dans un processus connu sous le nom de refroidissement radiatif. Le processus était utilisé dans l'Inde et l'Iran anciens pour geler l'eau et créer de la glace et fonctionne mieux les nuits sans nuages, car les nuages réfléchissent la lumière infrarouge vers le sol.
Assawaworrarit et son équipe ont mis au point une nouvelle façon de capter cette énergie lorsqu'elle quitte la planète. Lorsque le panneau solaire se refroidit, les photons qui s'échappent transportent de la chaleur, que les chercheurs captent avec leur générateur thermoélectrique pour la convertir en électricité.
Les scientifiques ont essayé pour la première fois de capturer la lumière infrarouge en 2019, et maintenant les chercheurs de Stanford ont réussi à combiner cette technologie avec des panneaux solaires ordinaires pour la rendre plus accessible et plus efficace.
Preuve de concept
Par une nuit claire, l'appareil testé par Assawaworrarit sur le toit de Stanford génère environ cinquante milliwatts, soit 0,05 watt, pour chaque mètre carré de panneau solaire. En revanche, les panneaux solaires peuvent généralement générer environ 150 watts par mètre carré pendant la journée. Pour mettre les chiffres en perspective, une petite ampoule LED consomme 18 watts d'électricité.
Cinquante milliwatts n'est pas un nombre énorme, mais les chercheurs affirment que les chiffres s'additionnent lorsque la technologie est appliquée à grande échelle. Il existe de nombreuses applications où ce type d'énergie la nuit, même minuscule, pourrait être utile, surtout si l'on considère qu'une partie importante de la population mondiale n'a toujours pas accès à l'électricité 24 heures sur 24.
Et ce n'est que le début. Assawaworrarit a déclaré à Interesting Engineering qu'avec un peu de travail et dans des conditions météorologiques plus favorables, les chercheurs pourraient doubler la quantité d'électricité générée par leur appareil, ajoutant que la limite théorique est d'environ un ou deux watts par mètre carré.
Les chercheurs pensent que le système pourrait être très attractif du point de vue des coûts s'ils pouvaient générer jusqu'à un watt par mètre carré.
Cependant, il reste encore du chemin à faire pour que le système atteigne ce type d'efficacité. Dans l'état actuel des choses, le Dr Ginley reste peu impressionné.
À son avis, avant que la technologie puisse être utilisée dans le monde réel, quelqu'un devra faire une bonne analyse énergétique combinée à une évaluation initiale de la technologie au marché. De plus, il pense que le coût des générateurs thermoélectriques, par rapport à leur fiabilité et leur efficacité, en fait un mauvais match pour une utilisation avec des cellules solaires.
"Le coût de la puissance supplémentaire [acquise] dans ce cas n'en vaut probablement pas la peine", a déclaré le Dr Ginley.
