Les scientifiques d’IBM ont imaginé l’utilisation d’un grand objectif à la manière d’une loupe pour concentrer les rayons du soleil. Ils ont réussi à capturer 230 watts d’énergie sur 1 centimètre carré de cellule solaire, dans une technologie connue sous le nom de concentrateur photovoltaïque, ou CPV.
Cette énergie a été ensuite convertie en 70 watts d’énergie électrique, ce qui correspond à presque cinq fois la densité de puissance électrique produite par les cellules photovoltaïques classiques utilisées dans les fermes solaires.
IBM estime qu’il est en mesure de réduire de manière significative le coût classique d’un système fondé sur les CPV, en utilisant un nombre beaucoup plus faible de cellules solaires photovoltaïques et en concentrant plus de lumière sur chaque cellule par l’utilisation d’une plus grande lentille.
Par exemple, en passant d’un système de 200 soleils ( "un soleil" est une mesure égale à l’énergie solaire émise à midi par une journée claire d’été), où 20 watts par centimètre carré sont concentrés sur la cellule à un système de 2 300 soleils, où 230 watts par centimètre carré, les laboratoires d’IBM ont réduit d’un facteur 10, le nombre de cellules photovoltaïques et d’autres composants.
En fait, l’astuce réside dans la capacité d’IBM à refroidir la cellule solaire. La concentration de l’équivalent de 2 000 soleils sur une petite zone génère assez de chaleur pour faire fondre un acier inoxydable. En utilisant des procédés innovants de sa propre R & D dans le refroidissement des puces d’ordinateur, les scientifiques ont pu refroidir la cellule solaire passant ainsi de plus de 1600 degrés Celsius à seulement 85 degrés Celsius.
Plus précisément, IBM a utilisé une très fine couche de métal liquide composée de gallium – indium, qu’ils ont appliqué entre la puce et le bloc de refroidissement. Ces couches, appelées "couches d’interface thermique", transfèrent la chaleur de la puce vers le refroidissement du bloc de manière à ce que la température de la puce reste relativement basse.
"Nous croyons qu’IBM peut apporter des compétences uniques dans les domaines des semi-conducteurs et des nanotechnologies appliqués à la recherche sur les énergies alternatives" a déclaré M. Supratik Guha, le responsable des activités solaires de la recherche scientifique chez IBM.
L’objectif des projets d’IBM est de développer des systèmes photovoltaïques qui permettraient de réduire les coûts, la complexité, tout en améliorant la production d’électricité solaire.
Newsletter Enerzine
Recevez les meilleurs articles
Énergie, environnement, innovation, science : l’essentiel directement dans votre boîte mail.
Toutes les bonnes volontés et contributions sont les bienvenues pour faire avancer la science…le DD et les EnR! Même si ce n’est pas le métier central d’IBM certains savoir-faire et maitrise de leurs gens de R & D dans le domaine du refroidissement de puce et ici de cellule solaire viennent bien à propos. Pour IBM faire le // et le saut dans le domaine du PV est une opportunité pour eux et pour le PV. Gagnant-gagnant ! Parfait ! A+ Salutations Guydegif(91)
Il y a des chiffres que j’ai du mal à comprendre dans cet article… Je vais regarder l’article d’origine, dont je donne d’ailleur l’adresse réelle :
En fait, IBM ne compare pas leur système à des cellules photovoltaïques classiques, mais aux systèmes de CPV actuellements utilisés. Il disent que leur technologie de CPV a un rendement 5 fois meilleur (j’ai calculé : rendement de 30% !)Sinon j’ai pas compris leur histoire de soleils, sachant que 1 m² de surface ensoleillée reçoit plus de 1000 W si je ne dis pas de bêtise…..
exact bolton : le soleil, à midi en été nous envoie environ 1000W/m2, soit 0,1W par cm2 (100 x 100 = 10000 cm2 dans 1m2) Donc 200 « soleils » = 20W/cm2 et 2300 « soleils » = 230W/cm2 . Et effectivement, dans le solaire photovoltaique, les rendements sont assez mauvais.. 30% est tout bonnement énorme…
La concentration permet surtout d’économiser du silicium mais pose de nouvelles contraintes. En premier lieu, il faut un système de pointage performant et cher. En second lieu, il faut considérer le rayonnement direct et non plus total. Par exemple à Marseille, en moyenne annuelle les 1000 W/m2 sont composés à 40 % de rayonnement diffus et 60 % de rayonnement direct. Un système qui ne capte que le rayonnement direct, ne verra que 600 W/m2 au mieux quand le temps est très clair. Les panneaux solaires posés sur les toits ont l’avantage de bien capter le rayonnement diffus et il produisent encore de l’électricité avec un fort dépointage du soleil (matin et soir).