Les nouvelles cellules solaires sphériques assurent 15% de puissance supplémentaire

Les cellules solaires en silicium placées dans des sphères tirent parti de la lumière diffusée pour rendre la collecte d'énergie solaire plus flexible, même dans les petits appareils.

Les panneaux solaires plats sont encore confrontés à des limitations majeures lorsqu'il s'agit de tirer le meilleur parti de la lumière solaire disponible chaque jour. Une nouvelle conception de cellule solaire sphérique vise à augmenter le potentiel de récupération de l'énergie solaire sous presque tous les angles sans avoir besoin de pièces mobiles coûteuses pour suivre le mouvement apparent du soleil dans le ciel.

Le prototype de cellule solaire sphérique conçu par des chercheurs saoudiens est une petite sphère bleue qu'une personne peut facilement tenir dans une main comme une balle de ping-pong.

Des expériences menées en intérieur avec une lampe simulateur solaire ont déjà montré qu'elle pouvait atteindre entre 15 et 100% de puissance en plus par rapport à une cellule solaire plate de même surface totale, en fonction des matériaux de fond qui reflètent la lumière du soleil. dans les cellules solaires.

Le groupe de recherche espère que sa conception inspirée de la nature pourrait fonctionner aussi bien dans les futurs essais sur le terrain dans différents endroits du monde.

L'architecture sphérique augmente le «champ de vision angulaire» de la cellule solaire, ce qui signifie qu'elle peut capter la lumière du soleil dans plusieurs directions.

Nazek El-Atab, chercheur postdoctoral en ingénierie des microsystèmes à l'Université King Abdullah des sciences et technologies (KAUST).

Pour créer la conception de cellules solaires sphériques, El-Atab et ses collègues se sont appuyés sur leurs travaux antérieurs, qui ont montré comment créer des conceptions de cellules solaires plus minces et plus flexibles basées sur une technique de rainure ondulée.

Des tests avec le simulateur solaire ont montré que la cellule solaire sphérique fournissait 24% de puissance en plus qu'une cellule solaire plate traditionnelle lorsqu'elle était immédiatement exposée au soleil. Cet avantage énergétique est passé à 39% après que les deux types de cellules solaires ont commencé à chauffer et ont subi une certaine perte d'efficacité énergétique, ce qui indique que la forme sphérique peut présenter certains avantages pour dissiper la chaleur.

La cellule solaire sphérique a également fourni 60% plus d'énergie que son homologue plat lorsque les deux ne pouvaient collecter que la lumière du soleil diffusée sous un toit simulé au lieu de la lumière directe du soleil.

L'équipe saoudienne a fabriqué la cellule solaire sphérique à l'aide de cellules solaires en silicium monocristallin qui représentent actuellement près de 90% de la production mondiale d'énergie solaire.

Ce qui me surprend, c'est que les auteurs ont démontré dans une série d'articles l'ultra-flexibilité qui peut être obtenue avec des cellules solaires en silicium rigide en utilisant la technique de l'ondulation. Je suis très enthousiasmé par la possibilité de fabriquer des cellules sphériques.

Zhe Liu, chercheur postdoctoral en génie solaire au MIT

Pourtant, les cellules solaires sphériques ne peuvent pas remplacer la technologie traditionnelle des cellules solaires dans les centrales solaires à grande échelle, selon Liu.

L'application de la conception sphérique peut sembler très limitée, mais la capacité de fabriquer des cellules solaires en silicium commerciales sous n'importe quelle forme permettrait une large adaptation de l'énergie photovoltaïque dans des dispositifs autonomes, tels que les capteurs IoT (Internet of Things), et les véhicules autonomes. . Si nous pouvons alimenter entièrement ces appareils autonomes avec des panneaux photovoltaïques profilés, cela pourrait changer la donne.

Zhe Liu.

Hussain et ses collègues prévoient de construire et de tester de grands réseaux de cellules solaires sphériques. Et ils travaillent déjà sur de nouvelles formes qui ressemblent à des tentes ou à des parapluies pour voir si elles offrent des avantages.

Nous allons créer des assemblages de cellules sphériques pour des zones de 100 à 1000 pieds carrés, en comparant la fonctionnalité coût-bénéfice aux cellules traditionnelles. Nous le déploierons ensuite dans différentes zones géographiques tout au long de l'année pour comprendre ses performances et sa fiabilité.

Nazek El-Atab

Plus d'informations: spectre.ieee.org

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