Les installations d’autoconsommation et les centrales photovoltaïques se sont multipliées en Espagne ces dernières années, mais l’énergie solaire a encore beaucoup à faire. De nombreux scientifiques étudient l’amélioration de l’efficacité des panneaux grâce à des matériaux tels que la pérovskite, tandis que d’autres étudient l’amélioration de la conception du verre qui recouvre les panneaux afin d’optimiser la collecte de la lumière solaire.
Pendant des années, l’un des axes de recherche les plus courants a été l’utilisation de réflecteurs pour améliorer la production de panneaux, avec l’idée de réduire leur nombre et donc leurs coûts. Cependant, même si des expériences successives ont démontré son grand potentiel, son application dans des projets réels n’a pas été plus poussée en raison de son coût élevé et du fait que l’industrie ne la considère toujours pas comme une méthode viable.
Pour changer cette perception et vérifier s’il s’agit effectivement d’un moyen plus efficace de produire de l’énergie renouvelable, des chercheurs de l’Université multimédia de Malaisie ont mené une étude. une évaluation approfondie de sa viabilité économique. Ainsi, ils ont vérifié de première main dans quelle mesure les réflecteurs peuvent augmenter la performance énergétique des panneaux solaires et ont publié un article dans le magazine Scientific Reportsavec les résultats.
Des miroirs pour améliorer les panneaux solaires
Pour comprendre les possibilités que peuvent offrir les réflecteurs dans la production d’énergie des panneaux solaires, il est d’abord important de connaître leur fonctionnement. Les cellules photovoltaïques qui les composent ont pour objectif de maximiser l’absorption du soleil pour une conversion ultérieure en électricité.
Pour ce faire, ils disposent d’une couche active, généralement formée d’un matériau semi-conducteur tel que le silicium, qui se charge d’absorber les photons et de les convertir en électrons. Le problème est que, en cours de route, une partie de la lumière est perduecar cela peut se refléter sur la surface de la cellule en raison de la différence d’indice de réfraction entre le semi-conducteur et l’air ambiant.
Une installation de panneaux photovoltaïques avec réflecteurs Plusampere Omicrono
Ainsi, la lumière réfléchie implique une diminution du potentiel de conversion énergétique des panneaux solaires. Pour éviter cette perte, ou la minimiser au maximum, certains chercheurs s’engagent à ajouter une fine couche réfléchissante à la surface de la cellule solaire. Cette solution est particulièrement efficace lorsque la quantité de rayonnement solaire est faible et peut potentiellement améliorer la production d’énergie jusqu’à 30 % dans certaines conditions météorologique.
Mais il y en a d’autres Méthodes similaires pour améliorer les performances des panneaux solaires, comme un réflecteur en tôle d’aluminium, un de forme incurvée et un autre système qui, en plus d’un réflecteur en acier inoxydable, incorporait également un réfrigérateur. Cependant, aucun d’entre eux ne semblait rentable et ne disposait pas non plus d’une étude économique sur leur viabilité finale en tant que produit commercial.
Tests en scénario réel
Tester les conclusions des études précédentes et vérifier si cela pourrait réellement constituer une solution pour améliorer la production d’énergie photovoltaïque, Des chercheurs malaisiens ont décidé de construire et de tester leur propre configuration.
Pour cela ils ont construit un prototype rudimentaire à miroirs verticaux (qui couvrait au total une superficie de 2,2 mètres de large et un mètre de haut) placé à un angle de 75º à côté d’un système à quatre modules solaires. Ceux-ci avaient une puissance de 525 W chacun et un rendement de 20,3 %.
Le prototype de panneaux solaires avec réflecteurs de l’équipe malaisienne Malaysian Multimedia University Omicrono
Ensemble a été installé dans un Usine de traitement des eaux résiduaires pour évaluer leurs performances. En février 2022, des mesures de ce que le système produisait sans réflecteurs ont été effectuées, tandis qu’en avril de la même année, ils ont analysé les mêmes données mais cette fois avec les miroirs ajoutés. Pour ce faire, ils ont pris en compte des paramètres tels que la température ambiante, le rayonnement solaire, la vitesse du vent, l’énergie produite ou encore l’efficacité des panneaux.
Ces tests ont démontré une amélioration significative de la production d’énergie photovoltaïque, avec une hausse de 14,57%. De plus, grâce aux réflecteurs, les panneaux ont atteint une efficacité maximale de 25,5%, nettement supérieure aux 22,7% obtenus sans miroirs.
[La idea para que las placas solares también produzcan energÃa por la noche: una constelación de espejos]
« Malgré la vitesse du vent plus élevée en février, qui peut réduire la température du photovoltaïque et améliorer les performances, Le PV sans réflecteur présente des performances inférieures par rapport au photovoltaïque avec réflecteur installé en avril », indique l’équipe dans les conclusions de l’étude.
Pour les chercheurs, la viabilité économique était aussi importante que l’amélioration des performances. analysé le facteur coût-efficacité (FCE, pour son acronyme en anglais). C’est un paramètre à prendre en compte lors de la conception de ces produits, puisqu’il détermine s’il est plus avantageux d’opter pour eux ou d’ajouter davantage de modules photovoltaïques à une installation.
Après avoir examiné les résultats des tests et effectué des calculs, les scientifiques ont estimé que le FCE des réflecteurs de leurs panneaux solaires était de 0,955, « ce qui signifie que le réflecteur photovoltaïque est économiquement viable« . Bien entendu, ils précisent qu’ils n’ont pris en compte son application que dans les conditions météorologiques de la Malaisie, un pays dans lequel les températures élevées sont la norme et dans lequel le mois le plus pluvieux est généralement avril.
Ainsi, malgré les résultats positifs, les signataires de l’article soulignent la nécessité de étude plus approfondie pour améliorer les performances des réflecteurs photovoltaïques et pouvoir les transformer en un produit de consommation dans le monde entier.
Vous pourriez également être intéressé par :
Suivez les sujets qui vous intéressent