Solaire photovoltaïque: électricité solaireRecord de rendement pour le Photovoltaïque: 40%

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Christophe
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Record de rendement pour le Photovoltaïque: 40%

Message non lupar Christophe » 19/08/08, 13:32

Des chercheurs du Laboratoire américain des Energies Renouvelables (NREL) ont établi un nouveau record de rendement pour des cellules solaires photovoltaïques, avec un taux de conversion de 40,8 %.

La cellule solaire inversée à triple jonction (trois couches pour trois parties différentes du spectre lumineux) a été conçue, fabriquée et mesurée par le NREL.

Ce taux d'efficacité de 40,8% a été obtenu grâce à une concentration de lumière équivalente à 326 soleils. Cette cellule se destine spécifiquement au solaire à concentration.

Au lieu d'utilliser un wafer à base de germanium, les chercheurs ont utilisé plusieurs couches de phosphorure et d'arseniure de gallium-indium. Man Wanlass, du NREL, est l'inventeur du procédé de cellule inversée, qui a récemment remporté le prix R&D 100.

Son dispositif a été amélioré par l'équipe de John Geisz, qui l'a étendu à l'ensemble des trois jonctions semi-conductrices.

Le dispositif est extrêmement mince et léger, souligne un communiqué du Laboratoire, ce qui offre des avantages en termes de performance, de conception et de coût.


Source: http://www.nrel.gov/

40% de rendement mais 326 fois plus de lumière :shock:
Euh c'est un peu de la triche non?
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Bibiphoque
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Message non lupar Bibiphoque » 19/08/08, 14:32

Salut,
Pas vraiement, il faut quant même la surface équivalente pour le concentrateur, non ?
@+
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Ce n'est pas parce qu'on dit depuis toujours que c'est impossible qu'il ne faut pas essayer :)
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Message non lupar Christophe » 19/08/08, 15:08

Ben c'est toutafé ce que je dis: c'est de la triche...enfin faut bien dépenser les budget de R&D pour faire joujou et pas trop déplaire au pétrolier et gouvernement pour continuer de toucher les budget justement...
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Message non lupar elephant » 20/08/08, 23:07

Ceci dit, il y a déjà plusieurs progrès:

- fonctionne sur 3 longueurs d'onde au lieu d'une
- il est probable qu'un réflecteur en aluminium vaporisé sur plastique coûte moins cher que la surface équivalente en silicium
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éléphant: suprême éconologue honoraire..... pcq je suis trop frileux, pas assez riche et trop paresseux pour économiser vraiment le CO2 ! http://www.caroloo.be
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Message non lupar Christophe » 20/08/08, 23:08

Ouais mais on réfléchit bien ca ne fait qu'un rendement de 40%/326 = pas grand chose, par rapport au cellule classique sans concentration...

Cette nouvelle me fait penser au Pipo Marathon Shell quand il annonce parcourir 3000km avec 1 L...
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Message non lupar Alex » 31/08/08, 15:12

Christophe a écrit :Ouais mais on réfléchit bien ca ne fait qu'un rendement de 40%/326 = pas grand chose, par rapport au cellule classique sans concentration...

Cette nouvelle me fait penser au Pipo Marathon Shell quand il annonce parcourir 3000km avec 1 L...


Non, il n'y a absolument aucun problème avec ce chiffre:
40,8%, c'est le rendement mesuré lorsque la cellule est soumise à 326 soleils.
En clair, ça signifie qu'une cellule de 1 cm² soumise à une telle concentration délivrera quelquechose comme 13,3 W de puissance électrique (0,408*326*0,1W/cm²) là où la cellule silicium "classique" avec ses 15% de rendement sous 1 soleil, ne fournira que 0,015 Watts (0,15*1*0,1W/cm²).
Aucun complot des lobby pétrolier derrière tout ça!
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Message non lupar Christophe » 31/08/08, 15:27

Oui et non.

a) Oui car au niveau du rendement pur de la cellule tu as raison: le rendement est meilleur.

b) Non car ce rendement n'est pas obtenu avec un rayonnement naturel (=1 soleil) et nécessite donc une surface de 326 fois pour la concentraction ce qui doit représenter un surcout important pour la cellule...

Pour ta comparaison (13.3W contre 0.0115>) je ne suis donc pas d'accord: pour la cellule classique il faudrait donc prendre en compte la production de 326 cm² soient (0.15*326*0,1W/cm²) 4,89W c'est moins que 13.3W (rapport 40,8/15) mais beaucoup plus que ce que tu avance...

Je rappele que les centrales solaires à concentration peuvent obtenir des productivité annuelle 4 fois plus importante que les meilleure cellule PV...
Dernière édition par Christophe le 31/08/08, 15:36, édité 1 fois.
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Message non lupar Remundo » 31/08/08, 15:27

Salut tout le monde,

ça veut dire que c'est une cellule qu'il faut placer au foyer d'une parabole ou lentille solaire.

Ce n'est pas très intelligent car le seul point fort du photovoltaïque (PV) est de pouvoir convertir aussi du solaire diffus. Donc avec ce système, les toits solaires PV n'ont plus aucune rentabilité au-desus de LYON/Clermont Fd (grosso modo).

Par ailleurs, je suis un peu amusé de la précision "326 fois", je propose pour ma part 326,1 fois :cheesy:

Quoiqu'il en soit, ce doit à nouveau être des "nanotechnologies" formidables qui marcheront dans 60 ans.

Si vous voulez vraiment avoir du rendement en solaire, laisser tomber la "nono"-technologie : prenez un miroir parabolique, un système de pointé solaire, et un stirling : 30% de rendement avéré

Je développe pour ma part le PHRSD et un nouveau concept Stirling avec Pascal HA PHAM. La combinaison des 2 peut monter jusqu'à 60% de rendement solaro-électrique.

Pour revenir au sujet, c'est la n-ième fois qu'on voit que "des chercheurs révolutionnent le photovoltaïque".
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Message non lupar Alex » 31/08/08, 16:05

Christophe a écrit :Oui et non.

a) Oui car au niveau du rendement pur de la cellule tu as raison: le rendement est meilleur.

b) Non car ce rendement n'est pas obtenu avec un rayonnement naturel (=1 soleil) et nécessite donc une surface de 326 fois pour la concentraction ce qui doit représenter un surcout important pour la cellule...



La question était de savoir si l'annonce d'un rendement de 40,8% sous 326 soleils était ou non une arnaque.
La réponse est claire et nette: ce chiffre est correct et n'est absolument pas l'objet d'une quelconque manipulation. Deuxièmement: Oui, pour obtenir un tel rendement, il faut concentrer la lumière, en utilisant une lentille ou miroir. Et alors?

nécessite donc une surface de 326 fois pour la concentraction ce qui doit représenter un surcout important pour la cellule...


Certes, il y a effectivement un surcout. Une lentille de fresnel coûte quelquechose comme 10 centimes de dollar pièce là où la cellule qui est placée en dessous coute 100 fois plus cher.

Pour ta comparaison (13.3W contre 0.0115>) je ne suis donc pas d'accord: pour la cellule classique il faudrait donc prendre en compte la production de 326 cm² soient (0.15*326*0,1W/cm²) 4,89W c'est moins que 13.3W (rapport 40,8/15) mais beaucoup plus que ce que tu avance...


Je te l'accorde. Un système à concentration ne permettra pas spécialement de réduire la taille des dispositifs PV de manière significative, mais esentiellement de remplacer la surface de cellule photovoltaïque (qui coûte cher) par une surface de quelquechose qui coute beaucoup moins cher (une optique de concentration).

Ce n'est pas très intelligent car le seul point fort du photovoltaïque (PV) est de pouvoir convertir aussi du solaire diffus. Donc avec ce système, les toits solaires PV n'ont plus aucune rentabilité au-desus de LYON/Clermont Fd (grosso modo).


Les systèmes PV concentration sont prévus pour des endroits où la ressource solaire directe est importante (donc typiquement, pas le nord de la france (soyons honnête: même dans le sud de la france, ça sera limite). Est-ce pour autant une raison suffisante pour ne pas s'intéresser cette technologie? (Les allemands sont particulièrement en pointe dans ce domaine, pourtant leur ressource solaire directe est...pas terrible)

Quoiqu'il en soit, ce doit à nouveau être des "nanotechnologies" formidables qui marcheront dans 60 ans.


Je ne comprends pas ce genre d'argument. Ca veut dire quoi?: c'est pas (encore) aussi mature que d'autre filières de production d'électricité donc on laisse tomber?
Allez donc faire un tour sur ce site: http://www.greenandgoldenergy.com.au/
Il s'agit d'une entreprise australienne qui va commercialiser des systèmes PV sous très haute concentration (1000 soleils) et qui a annoncé la construction d'une usine qui fournira 1 GW de modules photovoltaïques sous concentration par an.
Pas mal pour "des "nanotechnologies" formidables qui marcheront dans 60 ans", non?! :wink:
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Message non lupar Remundo » 31/08/08, 18:53

Salut Alex,

Je rebondis sur tes arguments... Les Allemands sont en effet très en pointe sur tout ce qui est industriel, dont le solaire.

J'ai retrouvé ça dans mes archives
https://www.econologie.info/share/partag ... mE9mAC.pdf

Il s'agit du très respectable l'Institut Fraunhofer qui annonce des résultats similaires avec les mêmes méthodes : le dépôt nanométrique de 3 couches semi-conductrices spéciales, chacune sensible à une partie du spectre solaire.

Le truc est basé sur ce que j'appelle ironiquement de la "nonotechnologie". Il s'agit de diode à effet tunnel de 30 nm d'épaisseur...
Image
Je serai curieux de savoir ce qu'elle deviennent en restant 30 min à 800°C au foyer d'une parabole solaire... rien que les dilatations sont largement capable de les détériorer, sans parler de l'agitation thermique qui peut modifier la structure du réseau cristallin en profondeur.

Je ne méprise pas la nanotechnologie en général, mais le solaire à concentration n'est pas son domaine de prédilection de manière évidente. On ne fait pas tenir des édifices nanométriques, de surcroît semi-conducteurs, sous des agitations thermiques de 1000°C.

Par ailleurs, à chaque fois que ce genre de record est annoncé, il n'y a aucune données sur le spectre envoyé sur la cellule, ni sur sa température, ni sur la durée de l'essai... On se contente de vous dire "équivalent à X soleils" avec une précision remarquable sur X et le flou artistique le plus total sur la température et la durée d'exposition, et surtout sur la composition spectrale de la lumière. OR c'est LA QUE TOUT SE JOUE pour le rendement de couches photosensibles sélective en longueur d'onde.

Le PHRSD quant à lui est un mange tout, de l'UV lointain jusqu'à l'infrarouge. Tout le spectre solaire est valorisé avec grosso modo un rendement constant de 50 % pour toutes les longueurs d'onde. (les UV étant moins bien réfléchis que les IR, mais on n'y peut rien, c'est le reflet métallique qui est ainsi fait par dame nature, et de toute manière, la lumière solaire contient majoritairement de l'IR et du visible).

Donc, je ne sais pas s'il faut "laisser tomber", mais je sais en tout cas qu'il y a des systèmes beaucoup plus efficaces et d'ores et déjà au point à installer, comme le solaire thermodynamique: si j'étais chez les australiens que tu a désigné, je mettrais mes sous ailleurs sur que sur la chanson de nono... :D
Dernière édition par Remundo le 31/08/08, 19:51, édité 1 fois.
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