D’après pv magazine International
Des chercheurs de l’Université polytechnique de Hong Kong (PolyU) ont mis au point un nouveau revêtement hydrogel pour panneaux solaires. Ce revêtement innovant, présenté dans l’étude « Amélioration de l’efficacité et de la durabilité photovoltaïques grâce à une gestion avancée des points chauds », publiée dans la revue Advanced Energy Materials, permettrait d’améliorer la dissipation de la chaleur dans les panneaux solaires afin de refroidir les points chauds, tout en augmentant le rendement de production d’énergie.
Yan Jerry, professeur titulaire de la chaire Énergie et Bâtiments à l’Université polytechnique de Hong Kong (PolyU), a expliqué à pv magazine que le revêtement hydrogel est principalement composé de polyacrylamide (PAM), un gel absorbant l’eau, lié à de l’hydroxyéthylcellulose (HEC). « Pour le rendre plus résistant et plus durable, nous ajoutons de l’HEC, qui contribue à la cohésion du gel », a-t-il précisé. « Des fils de coton à motif de feuilles sont placés à l’intérieur du gel pour acheminer l’eau vers les zones les plus chaudes, assurant ainsi un refroidissement uniforme. »
La couche externe de l’hydrogel est un film mince et poreux de polytétrafluoroéthylène, également connu sous le nom de Téflon, qui, comme l’a expliqué le professeur Yan, empêche la poussière de s’infiltrer et contrôle la vitesse d’évaporation de l’eau.
L’application de ce revêtement hydrogel sur les panneaux solaires a permis de réduire la température des points chauds jusqu’à 16,2 °C, selon les recherches de l’équipe, surpassant ainsi les hydrogels conventionnels qui peuvent réduire ces températures jusqu’à 10,7 °C. Cette avancée a permis d’augmenter la puissance de refroidissement à 463,8 W m−2, soit une amélioration de 13 % de la puissance de sortie.
Augmentation de production d’électricité annuelle
L’analyse présentée dans l’article de recherche indique que, appliqué aux systèmes photovoltaïques en toiture et intégrés au bâtiment (BIPV), le revêtement hydrogel pourrait atténuer de près de moitié les pertes de puissance liées aux points chauds. À partir d’études de cas menées à Hong Kong et à Singapour, les chercheurs ont calculé des augmentations potentielles de production d’électricité annuelle de 6,5 % et 7,0 % respectivement, avec des périodes de retour sur investissement estimées à 4,5 ans et 3,2 ans.
« Les hydrogels traditionnels peuvent subir un rétrécissement volumétrique allant jusqu’à 46 % après une utilisation prolongée, tandis que notre innovation réduit considérablement les fissures et le rétrécissement, limitant le taux de rétrécissement volumétrique à 34 % », a ajouté Liu Junwei, professeur adjoint de recherche au département d’ingénierie de l’environnement du bâtiment et de l’énergie.
Le professeur Yan a déclaré à pv magazine que l’équipe prévoit désormais de poursuivre ses recherches et d’améliorer son revêtement hydrogel, en le rendant plus durable, en réduisant le retrait et en trouvant des moyens de diminuer les coûts de production.
« Les prochaines étapes consistent à réaliser des tests à grande échelle en extérieur, sous différents climats, afin d’évaluer l’efficacité du revêtement en conditions réelles », a précisé le professeur. « Nous travaillons également en étroite collaboration avec des partenaires industriels pour améliorer le processus de fabrication, afin de pouvoir produire le revêtement à grande échelle et le commercialiser au niveau mondial. »
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