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L'énergie solaire à moitié prix
Un nouveau mécanisme de focalisation de la lumière sur de petites zones de matériau photovoltaïque pourrait rendre l'énergie solaire dans les applications résidentielles et commerciales moins chère que l'électricité du réseau dans la plupart des marchés au cours des prochaines années. Les systèmes initiaux, qui peuvent être fabriqués à la moitié du coût des panneaux solaires conventionnels, devraient commencer à être expédiés plus tard cette année, a déclaré Brad Hines, CTO et fondateur de Énergie Solitaire , une startup basée à Pasadena, en Californie, qui a développé les nouveaux modules.
Solaire moins cher : Ce concentrateur solaire utilise des miroirs et des lentilles pour focaliser la lumière, réduisant ainsi la quantité de matériau semi-conducteur nécessaire et les coûts. Le module rectangulaire est monté avec le même matériel que les panneaux solaires plats conventionnels.
Concentrer la lumière du soleil avec des miroirs ou des lentilles sur une petite surface réduit les coûts de l'énergie solaire en partie en réduisant la quantité de matériel photovoltaïque coûteux nécessaire. Mais alors que les systèmes solaires photovoltaïques concentrés sont attrayants pour les fermes solaires au sol à grande échelle pour les services publics, les conceptions conventionnelles sont difficiles à monter sur les toits, où la plupart des clients résidentiels et commerciaux ont de la place pour les panneaux solaires. Les systèmes sont généralement volumineux et lourds, et ils sont montés sur des poteaux afin qu'ils puissent se déplacer pour suivre le soleil, ce qui les rend plus vulnérables aux rafales de vent que les panneaux solaires plats ordinaires.
Soliant a conçu un concentrateur solaire qui suit le soleil tout au long de la journée mais est plus léger et non monté sur poteau. Le système s'insère dans un cadre rectangulaire et est monté sur le toit avec le même matériel que celui utilisé pour les panneaux solaires plats conventionnels. Pourtant, les appareils coûteront probablement deux fois moins qu'un panneau solaire conventionnel, dit Hines. Une conception de deuxième génération, qui concentre davantage la lumière et utilise mieux le photovoltaïque, pourrait coûter le quart de ce prix. Il dit qu'une conception plus avancée devrait être prête d'ici 2010.
La conception Soliant combine à la fois des lentilles et des miroirs pour créer un système plus compact. Chaque module est constitué de rangées de gouttières en aluminium, chacune de la largeur et de la profondeur d'une gouttière. Ces auges sont montées à l'intérieur d'un cadre rectangulaire et peuvent s'incliner à l'unisson d'un côté à l'autre pour suivre le soleil. Chaque auge est fermée sur le dessus avec un couvercle en acrylique transparent. A l'intérieur de chaque goulotte, une bande de matériau photovoltaïque au silicium court le long du fond. Au fur et à mesure que la lumière pénètre, une partie se réfléchit sur la surface intérieure de la goulotte et atteint la bande de silicium. Le reste de la lumière entrante est focalisé sur la bande par une lentille incorporée dans le couvercle en acrylique.
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En tant que système de concentration solaire, cette conception présente quelques inconvénients. Étant donné que les abreuvoirs sont montés à proximité les uns des autres, ils se protègent mutuellement pendant certaines parties de la journée, ce qui diminue la quantité totale d'électricité produite. Ils ne peuvent également suivre que d'un côté à l'autre, ce qui les empêche de suivre exactement l'arc du soleil dans le ciel. Ce deuxième problème sera abordé dans la conception de deuxième génération, dans laquelle chaque auge sera divisée en sections, chacune pouvant pivoter d'un côté à l'autre et également de haut en bas.
Mais la facilité d'installation pourrait aider à convaincre les installateurs solaires d'utiliser la technologie, explique Craig Cornelius, responsable de la technologie du programme de technologie d'énergie solaire du ministère de l'Énergie (DOE). Le DOE a récemment annoncé un financement de 168 millions de dollars pour 13 projets solaires, dans le cadre desquels Soliant recevra jusqu'à 4 millions de dollars. Cornelius dit que les coûts d'installation inférieurs contribueront à réduire les coûts globaux de l'énergie solaire des modules.
Cornelius pense que certains clients, tels que ceux qui ont beaucoup d'espace sur le toit, opteront pour des panneaux solaires à couche mince moins chers, qui dans certains cas peuvent servir de bardeaux, mais sont moins efficaces que les panneaux solaires conventionnels. Mais pour ceux qui ont besoin de plus de puissance pour l'espace dont ils disposent, Cornelius dit que l'approche de Soliant peut s'avérer la meilleure option. Ses modules produisent autant d'énergie que les écrans plats conventionnels mais sont moins chers, utilisant 88 % moins de silicium. Le système de nouvelle génération de l'entreprise serait encore meilleur, produisant trois fois plus d'électricité par zone.
Pour tester les panneaux, Soliant travaille avec le DOE et Soleil Edison , un installateur et opérateur établi de systèmes solaires basé à Beltsville, dans le Maryland. Le système de deuxième génération sera encore plus difficile à développer car la lumière sera concentrée sur une zone plus petite, nécessitant un meilleur suivi du soleil. Soliant travaillera également avec Emmanuel Sachs , professeur de génie mécanique au MIT, pour améliorer les techniques de fabrication et le système de pointage des concentrateurs.
À certains égards, ce qui est intéressant dans l'approche de [Soliant], c'est que les problèmes d'ingénierie qu'ils doivent résoudre sont relativement banals, explique Cornelius. C'est l'un des projets qui me passionne le plus dans l'ensemble de notre portefeuille.