Voici un panneau solaire qui produit de l’électricité la nuit

Certes, la production d’électricité est plus faible mais elle a le mérite d’exister. Des chercheurs de l’université de Stanford aux États-Unis ont eu une idée lumineuse en modifiant des panneaux photovoltaïques pour faire en sorte que la production d’énergie ne s’arrête pas au coucher du soleil et se poursuive de nuit. Dans une publication de l’Applied Physics Letters, ils détaillent leur découverte, qui pourrait bien renforcer l’intérêt du panneau solaire comme source d’énergie renouvelable.

Car, comme pour les éoliennes quand il n’y a pas de vent, la solution photovoltaïque est très dépendante du taux d’ensoleillement d’un lieu et, jusqu’à présent, voyait son fonctionnement restreint aux seules périodes diurnes. Mais ces scientifiques ont eu une idée astucieuse qui pourrait changer la donne. Leur solution permet de produire de l’électricité même la nuit, bien que dans des proportions plus restreintes. Jusqu’à 50 mW/m2 quand les conditions météo sont bonnes.

Une cellule photovoltaïque couplée à un générateur thermoélectrique

Il faut savoir que la cellule solaire photovoltaïque possède à la fois un côté chaud et un côté froid qui génèrent une tension et un courant à partir du flux de chaleur sortant de la cellule solaire et de l’air ambiant. Or, le flux de chaleur sortant se produit de jour comme de nuit. En effet, une fois le soleil couché et en l’absence de nuages, le panneau solaire va évacuer sa chaleur dans l’air et devenir légèrement plus froid que l’air ambiant. C’est cette légère différence de température qui permet au générateur thermoélectrique de produire un peu de courant.

Les chercheurs ont construit un prototype qui intègre une cellule photovoltaïque avec un générateur thermoélectrique. Puis ils ont placé leur appareil sur le toit de l’université de Stanford pendant quelques nuits (du 10 au 13 octobre 2021). Résultat : la cellule solaire a généré de l’énergie à partir du rayonnement solaire diurne tandis que le générateur produit de l’énergie à partir du refroidissement radiatif pendant la nuit. De l’ordre de 50 milliwatts par mètre carré. C’est très peu mais c’est toujours mieux que rien. Et si on prend l’exemple d’une installation lambda sur une maison équipée d’une surface de 20 m2 de photovoltaïques, on obtient une production d’un watt de courant au cours de la nuit. Mais ce n’est pas tout : il génère aussi de l’énergie diurne supplémentaire à partir du chauffage solaire de la cellule photovoltaïque.

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Un prototype de panneau solaire qui peut encore être amélioré

Les scientifiques ne s’en cachent pas : il y a encore de vraies marges d’amélioration sur leur premier panneau solaire. Ils estiment qu’avec quelques adaptations, ils peuvent sans trop de difficulté doubler la production d’énergie de nuit. A la clé : la possibilité pour des habitations ou des installations isolées de pouvoir se passer de batteries complémentaires pour pallier l’absence de production d’énergie la nuit. Les panneaux photovoltaïques produisant suffisamment d’électricité pour allumer un éclairage basse consommation ou pour recharger un smartphone par exemple.

Surtout, cette innovation est simple à mettre en place et peu onéreuse. Selon les scientifiques, la configuration pourrait être intégrée dans les cellules solaires existantes. Le système est simple à construire et utilise des composants de base, prêts à l’emploi. Ce qui permettrait un assemblage dans des endroits éloignés de tout. « L’élément le plus cher de toute la configuration est le générateur thermoélectrique thermoélectrique lui-même« , explique l’auteur de l’article publié dans l’APL, Zunaid Omair.

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