Le nouveau système de récolte solaire bat des records

Un professeur de l’Université de Houston présente un nouveau type de système de capteurs solaires appelé cellules photovoltaïques thermiques (STPV) qui bat le record d’efficacité de toutes les technologies actuelles. Et non moins important, il se prête à son utilisation Énergie solaire 24/7.

Les cellules photovoltaïques qui convertissent directement la lumière du soleil en énergie ont fait de grands progrès. Cependant, avec toutes les recherches, l’histoire et la science derrière cela, il y a des limites à la quantité d’énergie solaire qui peut être récoltée et utilisée – sa génération n’est limitée que par la lumière du jour.

Bo Zhao, professeur à l’Université de Houston, poursuit sa quête historique en présentant un nouveau type de système de récupération d’énergie solaire qui bat le record d’efficacité de toutes les technologies actuelles. Et, non moins important, il ouvre la voie à l’utilisation 24h/24 et 7j/7 de l’énergie solaire.

Zhao a déclaré : « Grâce à notre architecture, l’efficacité de la récupération de l’énergie solaire peut être améliorée jusqu’à une limite thermodynamique. Gao, professeur agrégé de génie mécanique à Calci et doctorante Sina Jafari Glikoneh, a rapporté les résultats dans la revue. L’examen physique a été appliqué. La limite thermodynamique est l’efficacité maximale absolue théorique de conversion de la lumière du soleil en électricité.

Comment ça marche?

Les cellules photovoltaïques solaires conventionnelles reposent sur une couche intermédiaire pour conditionner la lumière du soleil afin d’obtenir une meilleure efficacité. La face avant de la mésocouche (la face tournée vers le soleil) est conçue pour absorber tous les photons provenant du soleil. De cette manière, l’énergie solaire est convertie en énergie thermique pour la couche intermédiaire et élève la température de la couche intermédiaire.

Mais la limite d’efficacité thermodynamique pour STPV, longtemps comprise comme la limite du corps noir (85,4%), est encore bien inférieure à la limite de Landsberg (93,3%), qui est la limite d’efficacité pour la récupération de l’énergie solaire.

Zhao a expliqué: « Dans ce travail, nous montrons que le déficit d’efficacité est causé par la rétro-émission déterministe de la couche intermédiaire vers le Soleil générée par la réciprocité réciproque du système. Nous proposons des systèmes STPV non échangeables qui utilisent une couche intermédiaire avec des propriétés radiatives non échangées. Une telle couche intermédiaire non échangeable peut amortir considérablement la rétroémission vers le soleil et diriger davantage le flux de photons vers la cellule.

Il a ajouté : « Nous avons montré qu’avec cette optimisation, un système STPV sans interrupteur peut atteindre la limite de Landsberg, et que les systèmes STPV pratiques avec photovoltaïque à jonction unique peuvent également voir une augmentation significative de l’efficacité. »

Outre une efficacité améliorée, les STPV promettent compacité et distribuabilité (électricité pouvant être programmée à la demande en fonction des besoins du marché).

Dans un scénario d’application significatif, les STPV peuvent être couplés à une unité de stockage d’énergie thermique économique pour produire de l’électricité 24h/24 et 7j/7.

« Notre travail met en évidence le grand potentiel des composants photothermiques non réciproques dans les applications énergétiques. Le système proposé offre une nouvelle voie pour améliorer considérablement les performances des systèmes STPV. Il pourrait ouvrir la voie à la mise en œuvre de systèmes non réciproques dans des systèmes STPV pratiques. actuellement utilisé dans les centrales électriques », a déclaré Zhao.

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En tant qu’exercice intellectuel, il s’agit d’un travail soigné qui montre où chercher pour plus d’efficacité. C’est un argument solide pour les cellules solaires photovoltaïques non échangeables. Mais il n’a pas encore été conçu et fabriqué.

Peut-être que ce travail déclenchera des progrès. 93. + % est définitivement quelque chose à rechercher. L’unité économique de stockage d’énergie thermique nécessitera également des travaux.

Par Brian Westenhouse via Nouvelle énergie et carburant

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