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Une équipe de l'université de Stanford développent une nouvelle méthode pour utiliser plus efficacement le rayonnement solaire grâce à un procédé en deux étapes. D'abord des cellules photovoltaïques produisent du courant puis la chaleur concentrée au niveau des cellules est récupérée pour faire tourner un système secondaire, par exemple une turbine à gaz.

 

La technologie photovoltaïque actuelle ne permet pas ce procédé car la température des cellules usuelles doit être maintenue à un bas niveau pour qu'elles gardent leur efficacité. La température nécessaire pour faire tourner un système secondaire ne peuvent pas être atteinte sous peine de perdre la totalité du rendement primaire des cellules photovoltaïques.

Les ingénieurs de Stanford, sous la direction de Nick Melosh, développement une nouvelle technologie appelée PETE (Photon Enhanced Thermoionic Emission) qui fonctionne à haute température. Leurs cellules sont constituées d'un semiconducteur recouvert d'une fine couche de cesium métallique. Ces cellules produisent un effet "de type photovoltaïque" à haute température. Ainsi l'efficacité maximale des leurs cellules est atteinte à des températures bien supérieures à 200°C. De telles températures sont possibles uniquement avec des systèmes solaires à concentration (miroirs parabolique linéaires ou concentriques) nécessitant un entraînement mécanique pour suivre la trajectoire solaire.

Les ingénieurs de Stanford imaginent alors le scénario suivant:

  • le rayonnement solaire est concentré sur les cellules PETE qui transforment une partie de l'énergie en électricité
  • l'énergie thermique est récupérée pour faire tourner le système secondaire (par exemple une turbine à gaz ou un moteur de Stirling

Nick Melosh estime que le rendement électrique global de leur système combiné (PETE + turbine à gaz) peut atteindre les 50 à 60%, soit trois fois le rendement optimal de la technologie photovoltaïque actuelle.

Cette technologie est en phase de recherche, pour ceux qui souhaitent en apprendre davantage voici une vidéo de présentation ainsi que quelques liens:

Article paru dans Nature Materials: www.nature.com/nmat/journal/v9/n9/full/nmat2814.html
Groupe de recherchde de Nick Melosh: www.stanford.edu/group/melosh/