Cette technologie élimine le plus gros problème des panneaux solaires

Le soleil est l’une des sources d’énergie les plus puissantes dont nous disposons sur Terre. C’est pourquoi on pense depuis longtemps que l’exploitation des photons émis par l’étoile principale de notre système solaire pourrait devenir l’un des moyens les plus idéaux de produire de l’énergie renouvelable. Malheureusement, cela a un coût. Le déploiement de panneaux solaires est un travail assez coûteux. C’est pourquoi des chercheurs de l’université de Stanford ont essayé de trouver un autre moyen de contourner ce problème.

Une enquête de l’université de Stanford confirme cette réussite. Une équipe de chercheurs aurait trouvé un moyen de… canaliser la lumière diffuse du soleil vers un point fixe. Ils ont ainsi démontré qu’il est possible d’augmenter la capacité de production d’énergie des panneaux solaires.

Cette technologie ne permettrait pas seulement d’exploiter plus efficacement l’énergie du soleil. Il permettrait également d’installer des cellules photovoltaïques pour beaucoup plus économique qu’elle ne l’a été historiquement. Une réalisation qui pourrait, à terme, en faire la méthode de production d’énergie idéale pour l’avenir.

Sommes-nous confrontés à la démocratisation de l’énergie solaire ?

L’article de recherche a été publié dans le journal Microsystèmes et nano-ingénierie de Nature. Dès l’introduction, on nous dit que « l’exploitation de l’abondante énergie solaire qui atteint la terre par le biais de l’énergie photovoltaïque jouera un rôle clé pour répondre à nos futurs besoins énergétiques de manière durable ». Une décision que nous devrons faire plus tôt que tard. Il ne nous reste plus beaucoup de temps pour inverser certains des effets du changement climatique.
On sait que, si l’on veut qu’une cellule photovoltaïque fonctionne correctement, Il est conseillé que la lumière du soleil frappe directement la cellule sur sa surface. C’est pourquoi on installe généralement des suiveurs qui déplacent les panneaux solaires dans la direction de la course du soleil. Ce type de système augmente le prix déjà élevé de cette technologie, et est devenu l’un des principaux obstacles à sa mise en œuvre dans le monde entier.
Pour cette raison, les chercheurs ont utilisé une sorte de « loupe » qui concentre la lumière du soleil sur un seul point. Celui-ci le transmet au panneau en question, éliminant ainsi le besoin de traceurs.

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C’était la solution de Stanford

AGILE est le nom que les chercheurs ont choisi pour le dispositif. Il s’agit d’un curieux dispositif composé de divers matériaux translucides et ayant la forme d’un prisme trapézoïdal inversé. Cette apparence lui permet de concentrer tous les rayons lumineux sur sa face supérieure quel que soit l’angle et les transférer directement à un point précis sur le panneau.

L’appareil a été conçu par la chercheuse Nina Vaidya de l’Université de Stanford. Mieux encore, avec cette petite pyramide de cristal, aucune énergie supplémentaire n’est nécessaire pour transférer la lumière concentrée. M. Vaidya le décrit comme « un système totalement passif » et affirme qu’il peut être beaucoup plus simple et plus efficace que ceux actuellement utilisés.

En plus de l’avantage évident, les appareils AGILE offrent également quelques extras. Il s’agit notamment de la possibilité d’ajouter des technologies de refroidissement dans les espaces entre chacun des prismes inversés. En outre, en réduisant la surface nécessaire à l’utilisation du soleil, les panneaux pourraient être proposés dans des formats plus petits et moins chers, mais avec les mêmes capacités.

Comment ce dispositif a été conçu

Vaidya et son directeur de thèse, Olav Solgaard, pensaient qu’il existait peut-être un matériau qui, moyennant les modifications nécessaires, pourrait servir de candidat. Pour obtenir le résultat actuel, ils auraient besoin d’augmenter l’indice de réfraction d’un tel composé mais seulement légèrement. Ainsi, la lumière ne pourrait guère dévier sur son chemin, et arriverait presque verticalement à sa destination.

Pour y parvenir, expérimenté de nombreux matériaux différents du verre aux polymères. Certains prototypes contenaient même des miroirs à l’intérieur. Ceci afin d’essayer de renvoyer à sa source la lumière qui voulait s’échapper du verre.

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Cette expérimentation avec divers matériaux a révélé à Vaidya et Solgaard un autre problème. Travailler avec différents composés signifierait que, en présence de chaleur, chacun se développerait selon ses propres lois et pourrait même briser l’appareil. Heureusement, Nina Vaidya avait un atout dans sa manche.

Vaidya avait déjà travaillé avec l’impression 3D. Grâce à cette connaissance, elle a pu tester de nouvelles techniques pour la fabrication de lentilles présentant une rugosité à l’échelle nanométrique. Les chercheurs ont donc imprimé leur dispositif AGILE en utilisant des polymères et des lentilles disponibles dans le commerce.

Une technologie prometteuse

En fait, les problèmes des panneaux solaires ont un point commun : leur prix élevé. Aucun pays émergent ne va remplacer les méthodes traditionnelles de production d’énergie par une méthode qui nécessite jusqu’à deux fois plus d’investissements et qui finira par fournir moins d’énergie. Sans parler de l’entretien constant nécessaire.

Au-delà du fait de vouloir ou de ne pas vouloir, il s’agit d’un problème de possibilités. Tous les pays ne sont pas en mesure de prendre une telle décision. Par conséquent, il est plus courant de voir ces technologies à plus grande échelle dans les régions plus aisées du monde. Heureusement, cela pourrait bientôt changer, et cette recherche de l’université de Stanford pourrait en être la première étape.