Des panneaux « antisolaires » pour produire de l’énergie même la nuit

Des chercheurs américains travaillent actuellement à la mise au point de cellules « antisolaires » qui, comme leur nom l’indique, permettraient de produire de l’énergie via un processus inverse à celui des panneaux solaires traditionnels.

Un concept extrêmement prometteur

Aussi efficaces soient-ils, les panneaux solaires ne produisent pas d’électricité la nuit, ce qui implique le stockage de l’énergie générée au cours de la journée afin de pouvoir alimenter différents dispositifs le soir venu. Dans le cadre de ces travaux présentés dans la revue Optics Express, une équipe de chercheurs de l’université de Stanford a développé un concept de panneaux « antisolaires », basé sur le refroidissement radiatif, c’est-à-dire la chaleur émise sous forme de lumière infrarouge par un objet plus chaud que son environnement lorsque celui-ci est pointé vers le ciel.

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L’un des moyens les plus efficaces de générer de l’électricité par refroidissement radiatif est d’utiliser un générateur thermoélectrique, qui produit de l’énergie en convertissant les différences de température entre une source de chaleur et le côté froid de l’appareil, ou refroidisseur radiatif, en une tension électrique.

S’appuyant sur un modèle thermodynamique de générateur thermoélectrique, l’équipe a établi que son concept de cellule antisolaire permettrait théoriquement de produire 2,2 watts par mètre carré sans qu’une batterie ou qu’une source d’énergie externe ne soient nécessaires. Des résultats démontrant « l’applicabilité potentielle de la production nocturne d’énergie électrique ». Selon les chercheurs, cette approche permettrait de générer 120 fois plus d’énergie que les concepts de cellules nocturnes précédemment dévoilés.

Le stockage de l’énergie solaire durant la journée se révélant relativement onéreux, la production directe d’une partie de l’énergie nécessaire à l’alimentation de l’éclairage public contribuerait à réduire de façon significative ces coûts.

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Produire de l’énergie de façon fiable et à moindre coût

Pour ces travaux, les chercheurs ont optimisé chaque étape afin de maximiser la production d’énergie nocturne à partir d’un dispositif installé sur un toit (voir schéma ci-dessus). La collecte de l’énergie a été optimisée de manière à ce qu’une plus grande quantité de chaleur provenant de l’air ambiant circule dans le système, tandis que l’incorporation des derniers matériaux thermoélectriques disponibles sur le marché a largement amélioré la façon dont l’énergie elle-même était utilisée par le dispositif.

La réalisation de simulations informatiques basées sur des paramètres réels a également permis de déterminer qu’une cellule d’un mètre carré offrait le meilleur rapport entre perte de chaleur et conversion thermoélectrique, dans une telle configuration.

« Nous travaillons au développement de dispositifs à la fois durables et hautement efficients capables de fournir à tous – y compris dans les régions rurales et les pays en développement – un accès à des sources d’énergie à la fois fiables et abordables pour l’éclairage », explique Lingling Fan, auteur principal de l’étude. « Une source d’énergie aussi modulable pourrait également alimenter des capteurs autonomes à différentes fins, et permettre la conversion de la chaleur résiduelle des automobiles en énergie utilisable. »

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Bien entendu, il reste encore beaucoup de chemin avant que des systèmes capables de remplir de telles fonctions ne voient le jour. Mais comme le rappellent justement les auteurs de l’étude, toute approche permettant de produire de l’énergie sans nécessiter l’utilisation de combustibles fossiles mérite d’être explorée.