Environ 750 millions de personnes dans le monde n’ont pas accès à l’électricité la nuit. Les cellules solaires fournissent de l’énergie pendant la journée, mais économiser de l’énergie pour une utilisation ultérieure nécessite un stockage substantiel de la batterie.
Dans Lettres de physique appliquée, par AIP Publishing, des chercheurs de l’Université de Stanford ont construit une cellule photovoltaïque qui récupère l’énergie de l’environnement pendant la journée et la nuit, évitant complètement le besoin de batteries. L’appareil utilise la chaleur qui s’échappe de la Terre vers l’espace – une énergie du même ordre de grandeur que le rayonnement solaire entrant.
La nuit, les cellules solaires rayonnent et perdent de la chaleur vers le ciel, atteignant des températures inférieures de quelques degrés à l’air ambiant. Le dispositif en cours de développement utilise un module thermoélectrique pour générer une tension et un courant à partir du gradient de température entre la cellule et l’air. Ce processus dépend de la conception thermique du système, qui comprend un côté chaud et un côté froid.
« Vous voulez que le thermoélectrique ait un très bon contact à la fois avec le côté froid, qui est la cellule solaire, et le côté chaud, qui est l’environnement ambiant », a déclaré l’auteur Sid Assawaworrarit. « Si vous n’avez pas cela, vous n’obtiendrez pas beaucoup de puissance. »
L’équipe a démontré la production d’électricité dans leur appareil pendant la journée, lorsqu’il fonctionne à l’envers et fournit de l’énergie supplémentaire à la cellule solaire conventionnelle, et la nuit.
L’installation est peu coûteuse et, en principe, pourrait être intégrée dans les cellules solaires existantes. C’est aussi simple, donc la construction dans des endroits éloignés avec des ressources limitées est faisable.
« Ce que nous avons réussi à faire ici, c’est de construire le tout à partir de composants prêts à l’emploi, d’avoir un très bon contact thermique, et la chose la plus chère de toute la configuration était le thermoélectrique lui-même », a déclaré l’auteur Zunaid Omair.
L’utilisation de l’électricité la nuit pour l’éclairage nécessite quelques watts de puissance. Le dispositif actuel génère 50 milliwatts par mètre carré, ce qui signifie que l’éclairage nécessiterait environ 20 mètres carrés de surface photovoltaïque.
« Aucun de ces composants n’a été spécifiquement conçu à cette fin », a déclaré l’auteur Shanhui Fan. « Donc, je pense qu’il y a place à l’amélioration, dans le sens où, si l’on a vraiment conçu chacun de ces composants pour notre objectif, je pense que les performances pourraient être meilleures. »
L’équipe vise à optimiser l’isolation thermique et les composants thermoélectriques de l’appareil. Ils explorent des améliorations techniques à la cellule solaire elle-même pour améliorer les performances de refroidissement radiatif sans influencer sa capacité de récupération d’énergie solaire.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Institut américain de physique. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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