De nouvelles recherches mettent en évidence les défis liés à l’augmentation significative de l’efficacité des cellules solaires. Au lieu de cela, ils proposent des approches innovantes telles que rendre les panneaux solaires plus adaptables et optimiser leur disposition pour une meilleure capture de l’énergie solaire, offrant ainsi des pistes prometteuses pour l’amélioration de l’énergie solaire à l’échelle mondiale.
Les scientifiques sont toujours à la recherche de moyens de rendre notre monde meilleur, et l’un des domaines sur lesquels ils se concentrent est l’énergie solaire. Une idée dans ce domaine est de rendre les cellules solaires plus efficaces en concentrant davantage de lumière solaire sur elles.
En étudiant ce sujet récemment, un groupe de scientifiques du laboratoire Cavendish et de l'AMOLF (Amsterdam NL) ont découvert qu'améliorer l'efficacité des cellules solaires de cette manière est plus difficile qu'on pourrait le penser, mais ont découvert d'autres voies par lesquelles il pourrait être possible d'améliorer l'énergie solaire. captation d’énergie n’importe où sur la planète.
Les chercheurs souhaitaient savoir si les cellules solaires, des dispositifs qui transforment la lumière du soleil en électricité, pouvaient être modifiées pour mieux fonctionner dans différentes parties du monde, où la concentration de lumière solaire peut être plus élevée. Pour examiner cela, ils ont utilisé apprentissage automatique modèles et réseaux de neurones (IA) pour comprendre comment le rayonnement solaire se comporterait à différents endroits de la Terre.
Photo d'un dispositif de concentration de lumière à l'extérieur du Maxwell Center à Cambridge. Crédit : Dr Tomi Baikie, Laboratoire Cavendish, Université de Cambridge
Ils ont intégré ces données dans un modèle électronique pour calculer la puissance des cellules solaires. En simulant divers scénarios, ils ont pu prédire la quantité d’énergie que les cellules solaires pourraient produire à divers endroits dans le monde.
Des solutions innovantes au-delà de l'efficacité
Leurs conclusions publiées dans Joule, cependant, a révélé une tournure surprenante. « Rendre les cellules solaires ultra-efficaces s’avère très difficile. Ainsi, au lieu d’essayer simplement d’améliorer les cellules solaires, nous avons trouvé d’autres moyens de capter davantage d’énergie solaire », a déclaré le Dr Tomi Baikie, premier auteur de l’étude et chercheur au laboratoire Cavendish et au Lucy Cavendish College. « Cela pourrait être très utile pour les communautés, en leur donnant différentes options à considérer, au lieu de se concentrer uniquement sur l'amélioration de l'efficacité des cellules avec la lumière. »
Imaginez des panneaux solaires qui peuvent se plier et se plier comme un origami ou devenir partiellement transparents pour se fondre parfaitement dans l'environnement et les rendre faciles à installer. En améliorant la durabilité et la polyvalence de ces panneaux, ils pourraient être intégrés dans un large éventail d’environnements, promettant longévité et efficacité.
Résultats de simulation d'appareils concentrant la lumière dans le monde entier. Crédit : Dr Tomi Baikie, Laboratoire Cavendish, Université de Cambridge
« Nous proposons un plan différent qui permettrait aux panneaux solaires de fonctionner correctement dans de nombreux endroits différents à travers le monde », a déclaré Baikie. « L'idée est de les rendre souples, un peu transparents/semi-transparents et capables de se replier. De cette façon, les panneaux peuvent s’adapter à toutes sortes d’endroits.
En outre, les chercheurs préconisent l’utilisation de modèles pour les dispositifs de capture solaire dans le but d’optimiser leur disposition pour une absorption maximale de la lumière solaire. Cette approche pourrait potentiellement améliorer la conception des panneaux solaires, augmentant ainsi leur efficacité dans l’exploitation de l’énergie solaire.
« Cette prise de conscience signifie que nous pouvons désormais nous concentrer sur différentes choses au lieu de simplement améliorer le fonctionnement des cellules solaires. À l’avenir, nous allons examiner les voies de collecte d’énergie solaire qui incluent la tessellation. C'est comme un puzzle qui pourrait nous aider à capter encore plus d'énergie solaire », a conclu Baikie.
