Édouard
L’un des « problèmes » de la production d’électricité est son stockage. Il existe plusieurs solutions, mais leur efficacité reste loin d’être idéale. Dans la recherche de nouvelles façons de stocker l’énergie, les chercheurs ont développé des fenêtres intelligentes qui, en plus de produire de l’énergie, peuvent également la stocker.
Des fenêtres intelligentes qui produisent et stockent l’énergie solaire
Des scientifiques ont mis au point un nouveau type de fenêtre électrochimique intelligente qui, en plus d’être auto-alimentée, peut également stocker l’énergie solaire.
De plus, ils sont également capables de modifier leur transparence en fonction des conditions météorologiques pour améliorer le confort de la pièce et réduire les coûts de climatisation intérieure.
Le groupe de chercheurs de l’Université du Henan (Chine) a mis au point des fenêtres photovoltaïques produites avec de la kestérite, capables de réguler le rayonnement lumineux et même de stocker de l’énergie.
Les fenêtres électrochromes ont des cristaux recouverts de matériaux spéciaux (tels que l’oxyde de tungstène ou l’oxyde de nickel), qui modifient leur capacité de transmission de la lumière en réponse à la tension. De cette façon, la quantité de lumière et de chaleur entrant dans la pièce est contrôlée.
Il s’agit d’une technologie active : une décharge électrique est nécessaire pour que l’appareil change d’opacité.
Quels sont les bénéfices?
Il a été démontré qu’un vitrage électrochrome peut compenser jusqu’à 30 % des besoins énergétiques d’un bâtiment. Cependant, en revanche, ils nécessitent une alimentation externe, ce qui limite considérablement leur application. C’est pourquoi cette technologie a été intégrée au photovoltaïque au fil des années.
Les fenêtres intelligentes électrochromiques alimentées par des cellules solaires sont une solution prometteuse pour économiser de l’énergie, même si elles présentent encore plusieurs limites. L’un d’eux est la couleur : lorsqu’ils sont assombris, ils deviennent bleus, ce qui réduit le confort visuel. De plus, l’ajout de cellules solaires au silicium augmente considérablement les coûts de production.
Fenêtres photovoltaïques en kesterite.
Les nouvelles fenêtres photovoltaïques en kesterite de l’Université du Henan offrent une excellente solution. En particulier, l’équipe, dirigée par Guofà Cai, a intégré une fenêtre électrochromique à base d’oxyde bimétallique de nickel-cobalt (NiCoO2) avec des cellules solaires à couches minces CZTSSe. Cette dernière est la version cultivée en laboratoire de la késtérite minérale, un matériau aux bonnes propriétés optiques et électroniques, d’une grande stabilité et obtenu à partir d’éléments abondants et non toxiques.
Bien sûr, ses performances ne sont toujours pas au niveau du silicium cristallin. Mais il n’offre toujours que des rendements d’environ 12 %.
Les films NiCoO2, préparés par dépôt en bain chimique, ont une couleur esthétiquement neutre, ce qui peut améliorer le confort visuel des résidents. Et le mini module photovoltaïque de 1,89 cm2, intégré dans le verre, fournit une source stable et efficace de sa propre énergie pour l’électrochromisme.
Dans l’image, l’exemple de la façon dont cette technologie peut, pendant la journée, stocker de l’énergie, à travers la production dans les fenêtres, et l’utiliser pendant la nuit.
Et où est la « batterie »?
La fenêtre intègre également un film d’oxyde de titane (TiO2) comme électrode auxiliaire avec d’excellentes propriétés de stockage d’énergie.
En fait, ce film de nanoparticules agit comme une couche de stockage d’ions grâce à sa bonne capacité d’équilibrage de charge et sa transmission élevée.
Testée dans des conditions d’éclairage normales, la fenêtre photovoltaïque en kesterite a enregistré une consommation d’énergie de 318,3 mWh/m2 et un rendement global de 2,15 %.
Selon les scientifiques, ces valeurs sont comparables à celles des verres solaires actuels. Il offre également une excellente modulation optique (56,0 % à 550 nm) et une vitesse de coloration rapide (17 s).
Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Solar Energy Materials and Solar Cells et placent l’invention dans la classe des fenêtres électrochromes.
Envie de vous détendre un peu ? Voici un reportage très intéressant sur l’intelligence artificielle :
