Des chercheurs semblent avoir mis au point une cellule solaire inversée qui génère de l’électricité en émettant de la chaleur vers l’espace pendant la nuit. © Eakkaluk, Adobe Stock

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Des panneaux solaires qui génèrent de l’électricité la nuit

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Les panneaux solaires présentent cet inconvénient de taille qu'ils ne peuvent produire de l'électricité que lorsque le soleil brille. Mais des chercheurs ont imaginé un système qui permettrait de générer de l'énergie même après la tombée du jour, une sorte de cellule solaire de nuit.

L'énergie solaire pourrait-elle être la principale source d'énergie ?  En 2014, la part du solaire photovoltaïque dans le mix électrique français ne dépassait pas les 1,3 % (chiffre France Territoire Solaire). Comment alors l'énergie solaire pourrait-elle devenir notre principale source d'énergie ? Marion Perrin, docteur en électrochimie, partage avec nous son point de vue sur la question. 

Les panneaux solaires ne produisent de l'électricité que lorsque le soleil brille. C'est une évidence et d'ailleurs l'un de leurs points faibles. Mais des chercheurs de l'université de Californie à Davis (États-Unis) affirment aujourd'hui avoir conçu une sorte de cellule solaire inversée, capable de générer jusqu'à 50 watts d'énergie par mètre carré dans des conditions de nuit idéales. Soit, selon eux, tout de même un quart de la capacité de production de jour d'un panneau solaire conventionnel.

Ce que les chercheurs exploitent ici, c'est la propension des objets chauds par rapport à leur environnement à émettre de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge. En l'occurrence, ils utilisent notre Terre comme source de chaleur et le ciel nocturne comme dissipateur. Car l'espace est un endroit particulièrement froid. Et en pointant un objet en direction du ciel, il irradiera de la chaleur.

Une cellule solaire photovoltaïque conventionnelle (à gauche) absorbe les photons de lumière du soleil et génère un courant électrique. Une cellule thermoradiative (à droite) génère un courant électrique en rayonnant la lumière infrarouge (chaleur) vers le froid extrême de l’espace profond. © Tristan Deppe et Jeremy Munday, Université de Californie à Davis

Un système capable de produire 24/24

Les cellules thermoradiatives, de leur côté, génèrent de l'énergie en rayonnant de la chaleur vers leur environnement. Habituellement, on y pense pour récupérer la chaleur perdue dans les moteurs, par exemple. « Nous avons imaginé qu'en plaçant une telle cellule dans un endroit chaud et qu'en la pointant vers le ciel, nous obtiendrions un système qui génèrerait de l'énergie en émettant de la chaleur », explique Jeremy Munday, chercheur, dans un communiqué de l’université de Californie à Davis.

Selon lui, les matériaux employés sont différents, mais la physique est la même que celle qui est en jeu dans les panneaux photovoltaïques classiques. Et puis, le système pourrait fonctionner 24/24 à condition, pendant la journée, de le tenir à l'abri du soleil. Une solution intéressante pour contrer l'aspect intermittent que l'on croyait inhérent à la production d’énergie solaire.

Pour en savoir plus

L’Univers, nouvelle source d’énergie renouvelable ?

En orientant une diode à semi-conducteur infrarouge vers le ciel, des chercheurs affirment qu'ils seront bientôt en mesure de produire de l'électricité de nuit. Le tout à partir de sortes de « panneaux solaires inversés » qui exploiteront les différences de température entre la Terre et l'Univers.

Article de Nathalie Mayer paru le 07/05/2019

Nouvelle source dénergie.

Les chercheurs continuent de travailler à la mise au point de systèmes permettant d’exploiter de nouvelles énergies renouvelables. Cette fois, ils ont pensé au froid qui règne dans l’Univers. © marog-pixcells, Fotolia

« L'immensité de l’Univers est une ressource thermodynamique. » C'est ce que déclare Shanhui Fan, chercheur à l'université de Stanford (États-Unis). Avec son équipe, il affirme ainsi qu'il est possible de générer une quantité mesurable d'électricité grâce au froid qui règne dans l'Univers. Ou plus exactement, grâce à la différence de température qui existe entre notre Terre et l'espace. Une nouvelle source d'énergie renouvelable ?

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité à partir de l'énergie envoyée vers la Terre par le Soleil. L'idée de Shanhui Fan et de ses collègues : capter l'énergie sous forme de chaleur qui quitte continuellement la surface de notre planète à l'aide d'une photodiode à semi-conducteur infrarouge orientée vers le ciel.

Les chercheurs espèrent pouvoir utiliser leur système pour alimenter de petites machines qui doivent fonctionner de nuit notamment. © Designer-Obst, Pixabay License

Une technologie à ses balbutiements

Pour ce faire, il faut tout de même une différence de température conséquente. Et c'est ce que les chercheurs ont trouvé en pointant leur système vers l'espace. « Mais nous sommes loin d'avoir obtenu des résultats approchant de ce que la théorie prévoit », tempère un autre chercheur, Masashi Ono.

Pour nous faire une idée concrète, ils indiquent être en mesure dès aujourd'hui de générer 64 nanowatts par mètre carré d'un tel « panneau solaire inversé ». Des résultats que les chercheurs espèrent doper en travaillant sur les propriétés optoélectroniques quantiques de leurs matériaux. La théorie prévoit en effet qu'il devrait être possible d'atteindre les 4 watts par mètre carré. Ce qui reste faible comparé aux panneaux solaires qui génèrent, eux, de 100 à 200 watts par mètre carré.

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