Des panneaux qui combinent énergie solaire et refroidissement par rayonnement

12 novembre 2018 à 11h30
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Solaire refroidissement rayonnement
© Linda Cicero, Stanford News

Des chercheurs ont élaboré un nouveau dispositif capable à la fois de produire de l'énergie solaire et de refroidir la température par rayonnement. Il ne s'agit que d'un prototype, mais il pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour la production d'énergie propre.

Les scientifiques connaissent depuis longtemps la production d'électricité à partir de l'énergie solaire. Ils ont ensuite découvert la technique de réfrigération passive par rayonnement. Des chercheurs de l'université de Stanford ont réussi, pour la première fois, à cumuler les deux dans un seul et même dispositif.

Refroidissement par rayonnement

Cette méthode est moins connue que l'énergie solaire, mais elle est également étudiée par de nombreux scientifiques. Elle repose sur le principe de rayonnement infrarouge : tout corps dégage de la chaleur en rayonnant. Aux températures courantes, cette lumière est invisible à l'œil nu, car elle se situe dans le domaine de l'infrarouge. Et si une grande partie est réfléchie par les particules de l'atmosphère, une autre se perd dans l'espace, permettant au corps de se refroidir.

Le refroidissement par rayonnement tire profit de ce phénomène physique, en exploitant des matériaux qui émettent une grande quantité de rayons infrarouges. Le dispositif peut alors refroidir l'air autour de lui, et ce, sans émettre de gaz à effet de serre.

Refroidir les cellules photovoltaïques pour plus d'efficacité

Les auteurs de l'étude ont donc combiné cette technique avec un système d'absorption d'énergie solaire transparent, constitué de germanium. Le refroidissement par rayonnement fonctionne, lui, avec du nitrure de silicium, du silicium et de l'aluminium.

Ils ont alors obtenu un appareil capable à la fois de laisser passer le rayonnement infrarouge pour le refroidissement, et de produire de l'énergie. De plus, les deux éléments ont pu s'aider mutuellement, l'un en bloquant la chaleur du soleil pour un meilleur refroidissement, l'autre en faisant baisser la température de l'absorbeur.

Si cette nouvelle technologie permet un gain de place et d'efficacité, elle n'est pas encore prête à être commercialisée. En effet, les matériaux utilisés sont coûteux et il reste à vérifier le fonctionnement du dispositif en remplaçant l'absorbeur solaire par des cellules photovoltaïques. Néanmoins, ces résultats pourraient offrir un nouveau regard sur les possibilités offertes par l'énergie solaire.

Source : ScienceDaily
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Feunoir
a priori cela marche sous vide,“While the vacuum enveloping the device could be scaled up with relative ease” je crois qu’il se trompe, car sa vitre filtre infra rouge devra supporter la pression sur genre 2m² au lieu de la petite surface actuelle et c’est énorme la différence de résistance a atteindre, et l’épaisseur du verre spécial (qu’il trouve cher) sera beaucoup plus épais.<br /> si je me plante pas, intérieur sous vide, c’est quasi un poids de 20tonnes qui pèsera dessus une vitre de 2m² (et 10 pour 1m²)<br /> j’imagine même pas le prix d’un cadre+vitre pour une taille de panneau solaire lambda
Badulesia
Autre souci : thermodynamique. “Le dispositif peut alors refroidir l’air autour de lui”.<br /> Un dispositif totalement passif, perd de l’énergie radiative jusqu’à équilibre de température avec son environnement. A ce moment là les échanges radiatifs se poursuivent, mais s’équilibrent : l’objet et l’environnement se donnent mutuellement autant qu’ils reçoivent. Un dispositif passif ne peut pas être à une température inférieure à son environnement, sinon il reçoit de l’énergie de cet environnement.<br /> Après oui si ce dispositif est placé dans le vide il va perdre son énergie puisque son environnement ne l’équilibre pas. Or il est question de “refroidir l’air” : ce n’est pas possible.<br /> J’ai lu l’article original et déjà ce n’est pas clair. Le votre est, désolé de le dire, pire.
Badulesia
La vitre recevra une force. F = P.S (P pression, S surface)<br /> La force qui s’exerce sur une vitre de 2m², avec d’un coté le vide et de l’autre la P atm normale (10^5 Pa) est de :<br /> F = 10^5 * 2 = 2.10^5 N<br /> Cette force correspond au poids terrestre d’un objet de masse<br /> m = F/g<br /> m = 2.10^4 kg = 20t en arrondissant g à 10 pour un calcul en ordre de grandeur.<br /> Votre calcul rapide est juste mais souffre d’un souci de vocabulaire.<br /> Une telle taille de vitre me parait irréalisable dans l’espace. Les vitres actuelles sont nettement petites et très épaisses pour justement resister la différence de pression.<br /> Pour information, le plus gros hublot de l’ISS fait 80cm de diamètre, ce qui est déja remarquable. Sur la navette spatiale américaine, les vitres étaient nettement plus petites et faisaient déja plus de 3cm d’épaisseur.
illninio
Il suffit que tout l’objet ne soit pas dans le vide.<br /> Une partie est sous vide pour faire office de corps noir et l’autre est au contact de l’air.<br /> La partie dans le vide dissipe de la chaleur et la partie dans l’air fait l’équilibrage en pompant dans l’air.<br /> “Un dispositif passif ne peut pas être à une température inférieure à son environnement” un pare-brise couvert de givre alors que l’air est à 2-3°C (finalement basé sur le même principe) ?
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