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Rawlemon, une sphère solaire plus forte que les panneaux photovoltaïques

ActualitéClassé sous :technologie , cellule photovoltaïque , cellule photovoltaique multi-jonctions

Marc Zaffagni, Futura-Sciences

Après plusieurs années de développement, le capteur solaire Rawlemon fait ses débuts commerciaux. Imaginé par un architecte allemand, il s’agit d’une boule transparente pleine d'eau capable de convertir environ 70 % d’énergie de plus qu’un panneau solaire classique. Ce dispositif ingénieux fonctionne de jour comme de nuit et peut alimenter aussi bien de petits appareils que des bâtiments ou des véhicules électriques.

Cette énorme sphère n’est pas un effet architectural mais un capteur solaire. Le principe du Rawlemon repose sur une boule remplie d’eau qui va concentrer la lumière du Soleil en un point focal pour diriger le rayon vers des cellules photovoltaïques. Une technique susceptible de convertir environ 70 % d’énergie de plus qu’un panneau solaire classique. © Rawlemon
Cette énorme sphère n’est pas un effet architectural mais un capteur solaire. Le principe du Rawlemon repose sur une boule remplie d’eau qui va concentrer la lumière du Soleil en un point focal pour diriger le rayon vers des cellules photovoltaïques. Une technique susceptible de convertir environ 70 % d’énergie de plus qu’un panneau solaire classique. © Rawlemon
 

La grande majorité des panneaux photovoltaïques actuels, qui sont à base de silicium, ont un rendement moyen de 15 %. Actuellement, l'un des principaux axes de recherche est de trouver un substitut plus efficace au silicium. Des expérimentations prometteuses ont été menées avec du graphène et de la pérovskite mais aucune application commerciale n'est encore disponible. Et si la vraie révolution venait non pas des cellules photovoltaïques elles-mêmes, mais plutôt de la manière dont elles reçoivent les rayons lumineux ?

Utilisant les propriétés optiques d'une sphère transparente emplie d'eau, André Broessel, un architecte allemand, a créé un capteur solaire unique en son genre qui allie esthétisme et efficacité. Son produit, baptisé Rawlemon, ressemble à une boule de cristal géante montée sur un support. Elle produit un effet loupe qui concentre plus de 10.000 fois les rayons du Soleil et de la Lune. La lumière est dirigée en un point focal vers des panneaux photovoltaïques à haut rendement qui sont placés sous la sphère. Il s'agit de cellules photovoltaïques multijonctions qui sont aujourd'hui principalement employées dans le secteur aérospatial. Elles se composent de plusieurs couches qui peuvent convertir différentes parties du spectre solaire, ce qui permet d'obtenir un rendement plus élevé.

À puissance équivalente, ce type de cellule a permis de diviser par dix la surface totale du capteur, selon les concepteurs. Autre avantage de ce dispositif optique, il peut exploiter le rayonnement même par temps couvert. Selon ses concepteurs, sous un ciel nuageux, la Rawlemon produit quatre fois plus d'énergie qu'une installation photovoltaïque classique. Elle peut même fonctionner la nuit en captant la lumière de la Lune.

Les cellules photovoltaïques multijonctions du capteur Rawlemon sont sensibles à une large gamme de longueurs d'onde, ce qui permet de réduire considérablement la surface du panneau solaire. Celui-ci est mobile, pour suivre le soleil. © Rawlemon

Un système motorisé pour suivre le soleil

L'une des principales causes du faible rendement des panneaux solaires actuels est qu'ils sont pour la plupart fixes et ne suivent donc pas le soleil. Il existe bien des panneaux montés sur des pylônes motorisés mais ce système est onéreux et fragile à cause de la prise au vent qui en résulte. La forme sphérique du capteur Rawlemon évite cet écueil. Les cellules se déplacent sur un double arc de cercle (pour la hauteur et l'azimuth), et peuvent même suivre la Lune. L'efficacité serait ainsi 70 % supérieure à celle des panneaux solaires classiques.

Le Rawlemon est décliné en plusieurs tailles, avec un diamètre de 10 cm à 1,80 m, selon l'usage envisagé. Le plus petit est un modèle de bureau qui peut recharger des appareils électroniques domestiques (smartphones, tablettes, ordinateurs portables...) équipés d'une prise USB 2.0 en délivrant 9 Wh par jour. Les modèles plus grands peuvent être installés à l'extérieur pour servir de stations de charge pour les voitures électriques, alimenter des générateurs autonomes ou fournir de l'électricité et du chauffage dans les bâtiments. Ce capteur solaire est en effet compatible avec des collecteurs hybrides pour convertir de l'électricité ou de l'énergie thermique.  Le modèle de Rawlemon le plus imposant (le Beta.ray 1.80) peut fournir jusqu'à 3,4 kWh par jour avec un rendement de 57 % en configuration hybride.

Ce n'est pas tout. Le matériau employé pour fabriquer la sphère est un polymère acrylique à 99 % de transparence. André Broessel a donc eu l'idée de décliner le concept sous forme de vitrage produisant de l'énergie thermique. Il a créé un panneau composé de 12 sphères de 50 millimètres de diamètre pour concentrer les rayons solaires. Selon les données du constructeur, cette « fenêtre » placée en façade peut fournir jusqu'à 150 W par m².

Reste désormais à transformer ce concept prometteur en succès commercial. Après avoir levé un peu plus de 230.000 dollars (un peu plus de 210.000 euros au cours actuel) sur la plateforme de financement Indiegogo, Rawlemon a débuté la commercialisation. Des modèles de bureau sont vendus en ligne à partir de 149 euros. Deux modèles d'extérieur équipés de sphères de 1 m et 1,80 m de diamètre sont disponibles au prix respectif de 6.000 et 8.999 euros. Le module fenêtre coûte quant à lui 8.499 euros. Des tarifs élevés pour des particuliers mais qui pourraient être plus facilement supportés par des promoteurs immobiliers, des entreprises de BTP ou encore des organismes publics.

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