Transformer une goutte de pluie en électricité

BIENTÔT UN PANNEAU SOLAIRE HYBRIDE QUI FONCTIONNE SOUS LA PLUIE ?

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Les scientifiques asiatiques travaillent à la mise au point d’un panneau solaire hybride capable de fonctionner même sous la pluie. Une telle innovation serait un moyen efficace de rendre les panneaux photovoltaïques encore plus performants.


INNOVATION : UN PANNEAU SOLAIRE QUI FONCTIONNE SOUS LA PLUIE ?

bubble-clean-clear-339119Les panneaux solaires séduisent chaque année toujours plus de consommateurs et d’entreprises dans le monde entier. Pourtant des freins ont toujours bridé l’intérêt envers ces panneaux car l’énergie solaire est par définition intermittente. Pour contrer l’apport en énergie ponctuel des panneaux solaires, des chercheurs de l’Université de Soochow en Chine ont créé un panneau solaire hybride. Ce dernier génère aussi bien de l’électricité en étant exposé au soleil que sous la pluie.

Comment exploiter l’énergie de la pluie ?

Cela peut paraître invraisemblable, la pluie qui fait baisser la production d’énergie des panneaux solaires pourrait devenir leur alliée. Pourtant en 2013, l’association des professionnels de l’énergie solaire publiait les résultats d’une étude qui mesurait la dégradation de la production d’énergie des panneaux solaires en cas de pluie avec un constat sans appel. La production d’énergie baissait de 90% en temps de pluie, ce qui posait la question de la nécessité d’implanter des panneaux solaires dans les régions où le taux d’hygrométrie est élevé.



 

En 2016, des chercheurs chinois de l’université de l’Océan et de l’université de Yunnan ont donc tenté de contourner le problème en exploitant l’énergie de la pluie pour augmenter le rendement des panneaux solaires. Bien que cette première expérience n’ait pas eu le succès escompté en terme de rendement, les chercheurs ont ouvert la voie à de futures recherches car cette expérience a mis en lumière le potentiel de la pluie pour valoriser la production d’énergie.

Ainsi, 2 ans plus tard, une nouvelle équipe de chercheurs chinois de l’université de Soochox s’est constituée avec comme objectif de créer le premier panneau solaire hybride. Pour cela, elle s’est basée sur la technologie du nano générateur triboélectrique, qui possède un principe simple : générer de l’énergie grâce à la friction de deux matériaux.

Transformer une goutte de pluie en électricité

Pour produire de l’énergie, les chercheurs ont recouvert les panneaux solaires d’un polymère transparent, un matériau issu du carbone. C’est la friction entre les gouttes d’eau et ce matériau qui produit le courant.

D’après les premières observations des chercheurs, ce système améliore le rendement du panneau solaire. Contrairement à la première équipe, l’équipe de Soochow a bien pris en compte les contraintes d’une production industrielle pour son panneau solaire hybride. L’innovation devrait donc être fabriquée en série prochainement. Toutefois, avant de lancer sa fabrication, l’équipe doit encore réaliser des tests en conditions réelles pour valider le rendement du panneau.

Sources de l’article :

https://lenergeek.com/2018/04/26/panneau-solaire-hybride-pluie/
https://www.novethic.fr/actualite/energie/energies-renouvelables/isr-rse/innovation-des-panneaux-solaires-qui-fonctionnent-sous-la-pluie-145797.html



En 2016, des chercheurs chinois de l’université de l’Océan et de l’université de Yunnan ont commencé à s’intéresser à la pluie comme facteur d’augmentation du rendement des panneaux photovoltaïques. Pour cela, ils ont étudié les propriétés électro-chimiques de l’eau de pluie. Pour cette première tentative, les chercheurs ont conçu des panneaux solaires en graphène, qui est un matériau très conducteur. Grâce au graphène, l’eau adhère à la surface des panneaux solaires, et un condensateur à deux couches permet de générer de l’électricité grâce à une réaction chimique.

Malheureusement, cette première expérience n’a pas eu le succès escompté. Car si l’expérience a mis en lumière le potentiel de la pluie pour valoriser la production d’énergie, le rendement effectif s’est avéré trop peu élevé pour que l’idée soit viable. De plus, les coûts de production liés à l’utilisation du graphène, un matériel encore récent et trop cher, rendaient inenvisageable une production à échelle industrielle. Pourtant, l’idée d’un panneau solaire hybride était née.


Le 1er panneau solaire hybride chinois

Pour faire de cette idée une réalité, une nouvelle équipe de chercheurs chinois s’est constituée au sein de l’université de Soochow. Elle a travaillé à la mise au point du premier panneau solaire hybride qui reprend les principes du TENG. Le TENG est le nom donné à la technologie du nanogénérateur triboélectrique. Son principe est relativement simple : il s’agit de générer de l’énergie grâce à la friction de deux matériaux.

Leur prototype se compose de trois couches. A la base, on retrouve une couche de polymère texturé ; il doit servir d’électrode commune au TENG et aux cellules photovoltaïques en silicium du panneau solaire. Entre la couche de base et la couche inférieure, les chercheurs ont intercalé un mélange de deux polymères. La couche supérieure se compose d’un polymère transparent, ce qui permet à la lumière du soleil de passer et d’être captée par les cellules photovoltaïques. Lorsque des gouttes d’eau tombent sur la surface du panneau, leur friction avec la couche supérieure permet de produire de l’électricité. Grâce à ces trois couches, le panneau solaire hybride peut continuer à produire de l’énergie grâce à la lumière du soleil. Mais la couche protectrice permet également d’imperméabiliser le panneau : il est protégé en cas de pluie et peut continuer à produire de l’énergie.


D’après les premières observations de l’équipe chinoise, la couche supérieure du panneau de test a une autre incidence : elle augmente la surface du panneau en contact avec la pluie, ce qui améliore le rendement du panneau solaire. Contrairement à la première équipe, l’équipe de Soochow a bien pris en compte les contraintes d’une production industrielle pour son panneau solaire hybride. Il devrait donc être facile à fabriquer en série. Toutefois, avant de lancer sa fabrication, l’équipe doit encore réaliser des tests en conditions réelles pour valider le rendement du panneau.

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