Aperçu des différents types de systèmes photovoltaïques-thermiques

D’après pv magazine international.

Un groupe de recherche international a réalisé un inventaire complet de toutes les conceptions de systèmes photovoltaïques-thermiques développées à ce jour, tant au niveau de la recherche que de l’industrie.

Dans l’article intitulé « A review of solar hybrid photovoltaic-thermal (PV-T) collectors and systems », publié dans Progress in Energy and Combustion Science, les scientifiques expliquent que les technologies PVT peuvent présenter un fort potentiel dans les environnements urbains, qui ont traditionnellement des besoins à la fois en énergie thermique et en énergie électrique tout en offrant un espace limité pour leur déploiement.

Les arbitrages entre la production de chaleur et d’électricité, selon les différentes applications et les conditions environnementales, seront déterminants pour le développement des systèmes photovoltaïques. « Cela pose des problèmes pour la conception et l’exploitation des capteurs PV-T. Des solutions ont été proposées pour gérer ces conflits, notamment par le biais de la division spectrale », précisent les chercheurs.

Dans leur travail, ils ont couvert les études expérimentales et informatiques antérieures, identifié les possibilités d’amélioration des performances et analysé les implications d’un déploiement à grande échelle au niveau du système de production solaire.

« Plus précisément, nous commençons par classer et passer en revue les principaux types de capteurs PV-T, y compris les capteurs à air, les capteurs à liquide, les capteurs mixtes air-eau, les capteurs à caloducs, les capteurs intégrés au bâtiment et les capteurs CPV-T », ont-ils déclaré. « Nous présentons ensuite les possibilités d’amélioration des performances technico-économiques et les voies de l’innovation dans le domaine des capteurs. Nous abordons ici les modifications de conception les plus récentes, les technologies de cellules photovoltaïques de la prochaine génération, les revêtements sélectifs, le fractionnement spectral et les nanofluides ».

Leur étude porte sur les capteurs PV-T conventionnels, les systèmes à air, les installations à liquide, les capteurs à eau, les systèmes à réfrigérant, les technologies à caloducs, les systèmes mixtes air-eau, les réseaux PVT intégrés aux bâtiments et les capteurs PVT concentrés.

L’analyse porte également sur les modifications possibles des collecteurs, les configurations PVT pour le vitrage, les nouvelles technologies d’absorption thermique et l’utilisation de matériaux à changement de phase (MCP) et d’aérogels. En outre, elle explique comment les nouvelles technologies telles que les cellules solaires en tandem, les revêtements sélectifs, la division spectrale, les miroirs/filtres dichroïques, les holographes, les séparateurs/concentrateurs luminescents, les nanofluides ou les techniques de transfert de chaleur et d’absorption optique peuvent être intégrées dans les systèmes PVT.

Le groupe de recherche était composé de scientifiques de l’Imperial College London et de l’université de Birmingham au Royaume-Uni, de l’université de Zhejiang en Chine, de l’université d’État de Boise aux États-Unis, de l’université de technologie de Chypre et de l’université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie.