Des chercheurs de l’Université Polytechnique de Hong Kong ont développé un nouveau revêtement en hydrogel qui promet d’augmenter l’efficacité des panneaux solaires de jusqu’à 13%. Ce revêtement transparent a pour but de refroidir les hotspots sur les panneaux solaires, des zones sujettes à la surchauffe, assurant ainsi une meilleure performance énergétique. Ce progrès scientifique représente une avancée significative pour l’industrie solaire, en proposant une solution innovante aux défis d’efficacité rencontrés en milieu urbain.
Une innovation révolutionnaire
La nouvelle technologie mise au point par le groupe de recherche dirigé par le professeur Jerry Yan Jinyue est conçue spécifiquement pour aborder un problème courant dans les systèmes photovoltaïques : la surchauffe des cellules photovoltaïques. Les hotspots, causés par la vignette, la saleté ou des défauts lors de la production, affectent non seulement la puissance générée, mais également la longévité des panneaux solaires. En refroidissant ces zones jusqu’à 16 degrés Celsius, le revêtement en hydrogel minimisé la dégradation des modules solaires.
Les résultats des études menées indiquent que les défaillances thermiques représentent près de 36,5% des défaillances observées dans les panneaux solaires. En réduisant les effets de la chaleur, cette innovation pourrait donc contribuer à améliorer la durabilité des installations solaires et à optimiser leur rendement sur le long terme.
Des performances améliorées pour les systèmes photovoltaïques
Le revêtement hydrogel se distingue par sa structure, combinant le polymère naturel Hydroxyethylcellulose à un matériau fibreux dans une matrice gélifiée. Cette composition permet de surmonter les défauts associés aux hydrogel traditionnels, ce qui est essentiel pour maintenir des niveaux de performance optimaux. Contrairement aux hydrogel classiques, qui peuvent subir un rétrécissement volumique de 46%, le nouveau revêtement limite ce phénomène à 34%, attestant d’une durabilité améliorée et d’une efficacité accrue.
Un autre aspect fascinant est la durée de retour sur investissement pour les opérateurs de systèmes photovoltaïques. Des études de cas menées à Hong Kong et à Singapour estiment des augmentations potentielles de production d’énergie annuelles de 6,5% et 7,0% respectivement. Les périodes d’amortissement s’annoncent prometteuses, estimées à seulement 4,5 ans à Hong Kong et 3,2 ans à Singapour, renforçant l’attrait commercial de cette technologie.
Impacts potentiels au niveau mondial
Sur le plan mondial, ce nouveau système de refroidissement a le potentiel de compenser jusqu’à 50% des pertes de production d’électricité causées par les hotspots dans les systèmes photovoltaïques intégrés dans les bâtiments. À l’heure où les énergies renouvelables sont de plus en plus adoptées, cette avancée pourrait jouer un rôle clé dans la transition vers une énergie durable et diminuer l’empreinte carbone des zones urbaines.
Les scientifiques de la PolyU, en collaboration avec des académies partenaires, cherchent à élargir l’accès et l’application de cette technologie innovante. Leur objectif est d’introduire cette solution dans d’autres marchés, assurant ainsi une utilisation plus répandue du revêtement en hydrogel dans des régions chaudes comme le Sud-Est asiatique et le Sud de la Chine, où les panneaux solaires souffrent davantage de surchauffe, pour maximiser leur efficacité.
Réactions de l’industrie et perspectives d’avenir
Depuis la publication des résultats de ces recherches, l’équipe a reçu des retours positifs de plusieurs entreprises intéressées par la commercialisation de cette technologie de refroidissement. Cela indique un intérêt croissant dans l’industrie pour des solutions innovantes qui peuvent améliorer le rendement des systèmes photovoltaïques en milieu urbain.
D’autres étapes incluent des déploiements à grande échelle et des collaborations avec des partenaires industriels, visant à promouvoir cette technologie à l’échelle internationale. De plus, le développement continu du système de refroidissement par le biais d’hydrogel pourrait favoriser l’implémentation de nouvelles technologies photovoltaïques, un aspect vital pour atteindre les objectifs de neutralité carbone de Hong Kong.