2024-07-07 11:44:39
Vert sources d’énergie comme le solaire et l’éolien produisent davantage d’électricité à mesure que leurs infrastructures se développent, mais nous avons besoin de méthodes robustes pour stocker l’excédent en vue d’une utilisation ultérieure.
Pics de production d’énergie solaire au cours de la journéemais la consommation est maximale après la tombée de la nuit. La production éolienne souffre également de la nature intermittente des flux d’air, ce qui fait du stockage la clé pour exploiter tout le potentiel de ces énergies renouvelables.
Des chercheurs de l’Université du Michigan ont entendu cet appel et ont récemment développé une cellule thermophotovoltaïque rentable et très efficace qui convertit la chaleur en énergie, selon un rapport de Nouvel Atlas.
Selon le média, thermophotovoltaïque Les cellules photovoltaïques absorbent les photons de la partie infrarouge du spectre sous forme de chaleur, alors que les cellules photovoltaïques classiques les absorbent sous forme de lumière visible. L’énergie produite par des sources propres peut être déchargée sous forme de chaleur dans ces cellules et extraite ultérieurement sous forme d’électricité.
Comme le précise le rapport, le support de stockage de la chaleur pourrait être du sable, du sel fondu ou des briques d’argile, mais le nouveau système des chercheurs utilise du carbure de silicium. Il est entouré de matériaux semi-conducteurs, notamment de l’indium, du gallium et de l’arsenic, conçus pour maximiser la portée des photons collectés à partir d’une source chauffée.
Lorsque les chercheurs ont soumis les cellules à une température de 1 435 degrés Celsius (2 615 degrés Fahrenheit), les semi-conducteurs ont capturé 20 à 30 % de l’énergie dégagée. Des couches supplémentaires d’air et des réflecteurs en or ont permis de faire rebondir certains photons échappés pour leur donner une autre chance d’être convertis en électricité.
L’équipe a finalement atteint une efficacité de conversion de puissance totale impressionnante de 44 %, ce qui bat les 37 % atteints par d’autres projets à la même température, selon New Atlas.
Stephen Forrest, l’un des auteurs de l’étude, a déclaré : « Nous n’avons pas encore atteint la limite d’efficacité de cette technologie. Je suis convaincu que nous dépasserons les 44 % et que nous atteindrons les 50 % dans un avenir pas trop lointain. »
Comme le Administration américaine de l’information sur l’énergie Selon les prévisions, la consommation d’électricité aux États-Unis devrait augmenter de 3 % en 2024 et de 2 % en 2025, tandis que la production d’électricité devrait croître de 3 % en 2024 et de 1 % en 2025. L’énergie éolienne devrait rester autour de 11 % de notre production renouvelable, mais l’énergie solaire devrait atteindre 7 % de la production d’électricité américaine d’ici 2025.
Pour tenter de maintenir le rythme, au moins un projet solaire utilisant la chaleur stockée d’une manière différente est déjà en cours de mise en œuvre et s’attaque spécifiquement à la nature intermittente de l’approvisionnement. Ce projet se concentrera sur l’énergie solaire sous forme de chaleur dans une tour et utilisera cette chaleur pour créer de l’électricité en alimentant une turbine. Une partie de la chaleur sera stockée pour alimenter la turbine lorsque le soleil ne brille pas.
Bien que les systèmes qui stockent l’énergie sous forme de chaleur, y compris les cellules thermophotovoltaïques, puissent être moins efficace que les batteries lithium-ion, l’équipe de recherche estime que sa technologie est meilleure à plusieurs égards. Comme le dit New Atlas détailléil est plus sûr et moins cher à fabriquer et à entretenir, à tel point que même la perte d’une partie de l’énergie stockée reste rentable.
Forrest a développé les avantages dans une déclaration au Actualités du Michiganen disant : « C’est une forme de batterie, mais qui est très passive. Vous n’avez pas besoin d’extraire le lithium comme vous le faites avec les cellules électrochimiques, ce qui signifie que vous n’avez pas à concurrencer le marché des véhicules électriques. Contrairement à l’eau pompée pour le stockage de l’énergie hydroélectrique, vous pouvez la placer n’importe où et n’avez pas besoin d’une source d’eau à proximité. »
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