Les panneaux solaires : comment atteindre un meilleur rendement ?

Aujourd’hui, le rendement des panneaux photovoltaïques varie de 15 à 20%, mais les avancées technologiques dans ce domaine pourraient bien considérablement augmenter ce rendement. Quels sont les différents moyens envisagés ?

Source : pixabay

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Les critères de rendement

Afin d’augmenter le rendement et donc offrir une meilleure utilisation des panneaux photovoltaïques, plusieurs facteurs entrent en jeu : la qualité des cellules qui composent les panneaux, la localisation choisie (selon le potentiel photovoltaïque d’une région), son inclinaison et son orientation, l’optimum étant en France d’une inclinaison de 30° orienté vers le sud. En plus de ces facteurs, le panneau peut lui-même être connecté à d’autres mécanismes permettant la récupération de la chaleur.

Plusieurs expérimentations en cours

Une solution de nettoyage robotique a été mise au point en Israël par Ecoppia. Ce système autonome permet un nettoyage sans eau d’une rangée de panneaux solaires. Les couches de poussière et de saleté qui couvrent les cellules peuvent réduire fortement (de 30 à 40%) le rendement des panneaux. Les solutions alternatives pour nettoyer les panneaux impliquent de la main d’œuvre utilisant de l’eau et des brosses qui peuvent les endommager.

Le panneau photovoltaïque hybride combine des capteurs photovoltaïques et des capteurs thermiques. Des études ont montré que lorsque que la température dépasse les 25°C, une perte en rendement de 0,45% pour chaque degré est constatée. L’idée consiste à récupérer la chaleur à l’aide d’air insufflé sous les panneaux ou d’un fluide qui capte la chaleur. La chaleur captée permet alors, grâce à un échangeur thermique,  de retransmette jusqu’à 90% de la chaleur reçue sans déperdition. Le surcout serait de l’ordre de 30 à 40% par rapport à une installation classique. Mais deux avantages se présentent : le surcoût d’investissement pourrait s’amortir rapidement et le périmètre dédié à l’installation des panneaux peut être réduit pour le même rendement.

D’autres recherches s’orientent sur la composition même des cellules solaires. Des expérimentations sont en cours sur les matériaux dits III-V (correspondant aux éléments chimiques classés dans la 3ème et 5ème colonne du tableau périodique de Mendeleïev) qui sont des semi-conducteurs pouvant offrir un meilleur rendement que le silicium, majoritairement utilisé aujourd’hui en raison de son coût et de sa disponibilité.

Sources

http://lenergeek.com/2015/12/23/panneaux-solaires-une-nouvelle-solution-de-nettoyage-au-rendement-optimal/

http://www.actu-environnement.com/ae/news/solaire-hybride-chaleur-electricite-rendement-mulitplie-26316.php4

http://www.quelleenergie.fr/magazine/energie-solaire/solaire-hybride-deux-en-un-du-futur/

http://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/20141202.OBS6722/46-de-la-lumiere-convertie-en-electricite-record-mondial-pour-une-cellule-solaire.html

 

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