La nuit, le soleil brille-t-il encore ? Non, bien sûr. Pourtant, des panneaux solaires qui fonctionnent même sans le soleil, ça vous dit ? Révolutionnaire, non ? Et si nous vous disions que c’est désormais en passe de devenir possible grâce aux panneaux solaires nocturnes ?
Technologie innovante s’il en est, ces panneaux solaires d’un nouveau genre captent et transforment l’énergie présente la nuit pour produire de l’électricité. Étonnant ? Pas tant que ça finalement ! Car même sans le soleil, l’environnement regorge encore d’énergie que ces panneaux parviennent à exploiter. Zoom sur cette innovation prometteuse.
Sommaire de l'article
I. Qu’est-ce qu’un panneau solaire nocturne ?
Un panneau solaire nocturne, comme son nom l’indique, est en mesure de produire de l’électricité même la nuit, contrairement aux panneaux photovoltaïques traditionnels qui ne fonctionnent qu’en présence de lumière solaire. Mais, comment est-ce possible ?
Sur le papier, le fonctionnement est très simple : les panneaux thermoélectriques captent la chaleur résiduelle présente la nuit pour la transformer en électricité. Ils sont dotés de modules contenant des thermocouples, c’est-à-dire des jonctions entre deux métaux différents. Sous l’effet de la chaleur ambiante, un courant électrique se crée et peut être récupéré.
Ainsi, ces panneaux solaires nouvelle génération parviennent à produire de l’électricité même une fois le soleil couché ! Ingénieux, n’est-ce pas ?
II. Comment fonctionne un panneau solaire nocturne ?
Dans le détail, leur principe repose sur la transformation de la chaleur ambiante en électricité grâce à l’effet thermoélectrique.
En pratique, ces panneaux sont constitués de modules comprenant de nombreuses thermopiles connectées en série. Une thermopile est formée par la jonction de deux métaux ou semi-conducteurs différents.
Lorsqu’une différence de température existe entre les deux extrémités de cette thermopile, un courant électrique est généré. Plus l’écart de température est important, plus le courant produit sera conséquent.
Ainsi, au sein des panneaux thermoélectriques, une face du module est exposée à la chaleur ambiante nocturne (air, sol, etc.), tandis que l’autre face est refroidie grâce à un dissipateur thermique.
Cet écart de température au niveau de chaque thermopile permet de produire de l’électricité, qui est ensuite récupérée par un système de câblage électrique.
L’avantage de cette technologie thermoélectrique est qu’elle peut fonctionner en continu dès qu’une différence de température est créée. Ingénieux, n’est-ce pas ?
C’est tout l’objet des travaux prometteurs qui ont récemment été menés à Stanford pour tirer le meilleur des panneaux solaires classiques et des générateurs thermoélectriques.
Le projet était le suivant : durant la journée, une cellule photovoltaïque classique produit de l’électricité grâce au rayonnement solaire. Puis la nuit tombée, un système de refroidissement se met en route pour créer un écart de température de part et d’autre du générateur thermoélectrique placé juste en dessous. Ce dernier peut alors prendre le relais pour produire lui aussi de l’électricité en exploitant la chaleur dégagée par la cellule photovoltaïque !
On parle ici de refroidissement radiatif, car la chaleur est directement évacuée dans l’atmosphère. Et le tour est joué : ce tandem de choc parvient à produire de l’énergie 24h/24 aussi bien le jour que la nuit !
III. Quel est le rendement d’un panneau solaire nocturne ?
Actuellement, le courant généré la nuit par ces panneaux innovants reste modeste, de l’ordre de 50 milliwatts par m2. Cela s’explique par un transfert d’énergie moins efficace en l’absence de rayonnement solaire direct.
Pour autant, à l’échelle d’une installation classique de 20 m2 de panneaux photovoltaïques, la production nocturne permet tout de même d’obtenir 1 watt. Suffisant pour alimenter quelques ampoules LED ou appareils en veille !
Surtout, il semblerait que ce générateur thermoélectrique ou à infrarouge optimise également la production de courant durant la journée. De quoi améliorer la rentabilité globale de l’installation.
Autre atout de taille : ce dispositif peut être ajouté a posteriori sur des panneaux solaires existants pour un coût raisonnable. Une solution économique donc pour profiter des avancées de cette technologie prometteuse !
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IV. Quels sont les principaux freins à cette technologie ?
Le principal défi réside dans le choix des matériaux semi-conducteurs utilisés au sein de ces panneaux innovants. En effet, ils doivent à la fois être sensibles au rayonnement infrarouge ou efficaces pour la conversion thermoélectrique, tout en optimisant la production d’électricité.
Or actuellement, les matériaux testés diminuent les performances globales de ces panneaux anti solaire par rapport à leur potentiel théorique. Seul le mercure-cadmium-tellure semble tenir ses promesses. Mais son utilisation à grande échelle pose des défis technologiques et environnementaux.
Les chercheurs planchent donc encore sur la découverte ou la synthèse de nouveaux matériaux capables de décupler l’efficacité de ces cellules photovoltaïques thermoélectriques.
En attendant cette avancée décisive, le rendement et les applications concrètes de cette technologie prometteuse restent limités. Difficile dans ces conditions de viser une commercialisation viable économiquement.
V. Conclusion
On le voit, les panneaux solaires nocturnes offrent des perspectives prometteuses. Même si leur rendement reste encore limité, ils parviennent à produire de l’électricité en exploitant la chaleur ou le rayonnement infrarouge naturellement présents la nuit.
Cette innovation pourrait ainsi optimiser nos installations photovoltaïques existantes à moindre coût. Le jour, fonctionnement classique à partir du rayonnement solaire. Et la nuit, un surplus d’électricité généré par le panneau nocturne !
Bien sûr, des verrous technologiques sont encore à lever. Mais nul doute que les chercheurs sauront relever ces défis et décupler le potentiel de cette invention.
À terme, nos toits et centrales solaires pourraient briller de mille feux même une fois le soleil couché ! Voilà une perspective réjouissante qui nous fait entrevoir un avenir énergétique radieux et durable.
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