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Un autocollant améliore le fonctionnement des panneaux solaires
La puissance de sortie des panneaux solaires peut être augmentée de 10 pour cent simplement en appliquant un gros autocollant transparent à l'avant. Développé par une petite startup appelée Technologies d'objectif Genie , l'autocollant est un film polymère gaufré avec des microstructures qui courbent la lumière solaire entrante. Le résultat : les matériaux actifs des panneaux absorbent plus de lumière et en convertissent plus en électricité.
Film de puissance : Une fine feuille de plastique recouverte de structures microscopiques est appliquée à l'avant d'un panneau solaire pour augmenter la quantité de lumière qu'il absorbe.
La technologie est bon marché et pourrait réduire le coût par watt de l'énergie solaire. Aussi, contrairement à d'autres technologies développées pour améliorer les performances des panneaux solaires, celle-ci peut être ajoutée à des panneaux déjà installés.
Le film polymère fait trois choses principales, dit Seth Weiss , PDG et cofondateur de Genie Lens, basé à Englewood, CO. Il empêche la lumière de se refléter sur la surface des panneaux solaires. Il piège la lumière à l'intérieur des matériaux semi-conducteurs qui absorbent la lumière et la convertissent en électricité. Et il redirige la lumière entrante de sorte qu'au lieu de traverser le matériau semi-conducteur mince, elle se déplace le long de sa surface, augmentant les chances qu'elle soit absorbée.
Les chercheurs ont conçu les microstructures qui accomplissent cela en utilisant des algorithmes qui modélisent le comportement des rayons lumineux lorsqu'ils pénètrent dans le film et rencontrent diverses surfaces à l'intérieur du panneau solaire - le couvercle en verre de protection, le matériau semi-conducteur et la surface arrière du panneau - tout au long de la journée. La clé était de plier la lumière de la quantité optimale, suffisamment pour qu'elle pénètre dans le panneau solaire sous un angle, mais pas tellement sous un angle que la lumière se reflète et soit perdue. Si la lumière se reflète sur les surfaces en verre ou semi-conductrices, le film en redirige une grande partie vers le panneau solaire.
Des tests effectués au National Renewable Energy Laboratory ont montré que le film augmente la puissance de sortie en moyenne entre 10 pour cent et 12,5 pour cent, avec la meilleure amélioration dans des conditions nuageuses, lorsque la lumière entrante est diffuse. [Remarque : La version originale de l'article cite une fourchette de 4 à 12,5 %, mais cela faisait référence à une version antérieure de la technologie.] Ajout du film - soit en usine, ce qui est optimal, soit sur des panneaux solaires déjà utilisés – augmente le coût global des panneaux solaires de 1 à 10 %. Mais les panneaux produiraient alors suffisamment d'électricité supplémentaire pour justifier le prix. De plus, l'augmentation de la puissance de sortie d'un panneau solaire diminue d'autres coûts, tels que l'expédition et l'installation, car moins de panneaux solaires sont nécessaires à chaque installation, explique Travis Bradford , analyste de l'industrie solaire et président de l'Institut Prometheus.
Pourtant, le bénéfice global dépend de la durée de vie du film polymère. Le coût par kilowattheure d'énergie solaire est calculé en estimant la puissance totale du panneau solaire sur sa garantie de 20 à 25 ans. Si le film est rayé, attire la poussière ou se décolore après des années ou des décennies au soleil, il pourrait en fait réduire la puissance de sortie au fil du temps. La durabilité est un gros problème, dit Bradford. Les matériaux utilisés dans les panneaux solaires aujourd'hui ont été testés pendant des décennies, et bien que Weiss affirme que les films de son entreprise dureront 20 ans, leur durabilité n'a pas été vérifiée.
Pendant ce temps, de nombreuses entreprises de panneaux solaires développent des approches connexes pour augmenter la quantité de lumière qu'un panneau solaire absorbera. Par example, Innovalight , basée à Sunnyvale, en Californie, a développé une méthode d'impression de nanoparticules de silicium qui peut améliorer la quantité de lumière absorbée par les panneaux solaires conventionnels en silicium cristallin. Il travaille avec deux grands fabricants solaires, JA Solar et Yingl, pour commercialiser la technologie. Contrairement à bon nombre de ces autres approches, qui sont développées pour des types particuliers de matériaux de panneaux solaires, les films Genie Lens peuvent être appliqués à tout type de panneau solaire, y compris le silicium cristallin et la nouvelle technologie de panneaux solaires à couche mince.