Les scientifiques de Chine ont développé Une nouvelle façon de récolter l’énergie solaire en appliquant un revêtement translucide sur une fenêtre pour diriger l’énergie de la lumière ambiante au bord du verre – où il peut être capturé et stocké.
Avec l’augmentation des demandes d’énergie mondiale, il est nécessaire de nouvelles technologies qui peuvent intégrer la capture d’énergie dans leur architecture. Le coût des installations solaires a considérablement diminué depuis 2010, entraînant plus de quatre millions d’installations en Amérique. Cette tendance est prévu Pour continuer, mais que se passe-t-il si nous pouvions améliorer l’utilisation solaire en utilisant également les fenêtres des bâtiments? C’est ce que les scientifiques visaient à aborder dans une étude publiée le 28 juillet dans la revue Photonix.
Les scientifiques de l’Université de Nanjing en Chine ont plutôt développé un cristal liquide cholestrique (CLC) – un liquide incolore qui peut refléter la lumière en raison de sa structure hélicoïdale. Les CLC sont généralement utilisées dans les thermomètres et les affichages de couleurs.
Plusieurs couches de CLC peuvent être utilisées pour rediriger la lumière pour créer un concentrateur solaire incolore et unidirectionnel (CUSC). Le CUSC peut ensuite orienter la lumière en utilisant des CLC au bord du verre, où l’énergie lumineuse est capturée par des cellules intégrées en silicium-photovoltaïque.
Les ingénieurs ont appliqué ce revêtement à travers un processus de nettoyage intensif, où ils ont dirigé des ondes sonores à haute fréquence sur le verre pour en éliminer toutes les impuretés.
Dans les tests, cinq couches CLC ont été appliquées sur un verre de 1 pouce (2,5 centimètres) de diamètre. Ce prototype CUSC a pu alimenter un ventilateur de 10 MW à l’extérieur à Nanjing, en Chine, pendant l’été.
Il est prévu que cette technologie serait déployée le plus efficacement dans des villes proches de l’équateur, qui éprouvent généralement plus de soleil tout au long de l’année par rapport aux villes plus proches des pôles. On ne sait pas quel effet, le cas échéant, cette nouvelle technologie aurait sur le chauffage naturel des pièces par la lumière du soleil.
Les auteurs mentionnent dans l’étude la prolifération des immeubles de grande hauteur. Cependant, une telle architecture est limitée aux grandes villes, et il y a des signes que les immeubles de grande hauteur deviennent moins populaires. En 2021, Chine interdit De nouveaux bâtiments de plus de 1 640 pieds (500 mètres) de hauteur et impose désormais des restrictions aux bâtiments de plus de 820 pieds (250 m) – avec des limites encore plus strictes en vigueur dans les petites villes.
On estime qu’une fenêtre typique de 6,5 pieds (2 m) de large avec le CUSC pourrait multiplier l’énergie solaire recueillie par 50. Cependant, des tests supplémentaires seraient nécessaires pour établir comment les performances s’allongent avec des fenêtres généralement installées dans les maisons modernes, ou les panneaux étendus trouvés dans les bâtiments commerciaux. Il y a des questions sans réponse, telles que la façon dont le CUSC gardera contre la pluie, la grêle ou la neige, les excréments d’oiseaux (qui sont acides) – et le nettoyage des fenêtres. Aucune mention n’est faite dans l’étude d’une couche protectrice pour protéger le CUSC. Une telle couche, si elle est ajoutée, peut bien sûr créer de nouveaux défis si cela entrave la capture d’énergie.
Quoi qu’il en soit, le CUSC est un pas en avant significatif dans la capture d’énergie solaire pour les bâtiments et pourrait former une partie importante du marché mondial des énergies renouvelables si la technologie est développée.
