Une énergie solaire plus efficace
Utiliser une lentille pour concentrer les rayons du soleil sur une feuille de papier et l'allumer semble être un jeu de gamin. Pourtant, c'est ce même principe qui est employé par les technologies de concentration de l'énergie solaire qui emploient des miroirs et des lentilles pour concentrer l'énergie solaire et la convertir en vapeur pour la génération d'électricité. Ces technologies pourraient permettre à l'Union européenne de réduire tout à la fois sa dépendance à l'égard des combustibles fossiles et ses émissions toxiques. La technologie de concentration photovoltaïque (CPV) utilise des miroirs ou des lentilles pour concentrer la lumière du soleil sur de petites cellules solaires de haut rendement. Malheureusement, les systèmes CPV de haut rendement exigent non seulement des cellules solaires très efficaces mais également un système d'optique très efficace en termes de concentration et de suivi de la lumière solaire. Le projet NGCPV (A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems) a ainsi été mis en place afin d'accroitre l'efficacité et réduire les coûts de tels systèmes. Deux nouvelles structures CPV présentant une efficacité de conversion potentielle excédant 50 % ont été analysées par le consortium du projet: les cellules solaires à quadruple jonction et les cellules solaires à bande intermédiaire. Pour fabriquer ces nouvelles structures cellulaires, les partenaires du projet ont étudié deux nouveaux groupes de matériaux: les nitrures dilués et les nanostructures quantiques. Une unité CPV de 50 kW a été installée et connectée au réseau. Cette unité a permis d'évaluer les paramètres d'éclairement et de conditions climatiques et d'élaborer les procédures de certification nécessaires. S'appuyant sur ces résultats, les chercheurs ont également développé des règles de prévision de puissance. Des outils de caractérisation des cellules CPV, des modules et des systèmes nécessaires aux essais en extérieur et en intérieur ont également été conçus pour améliorer la performance du système à moindre coût. Les chercheurs ont développé en parallèle, des cellules solaires basées sur des nanostructures semi-conductrices incluant des puits quantiques multiples et des points quantiques. L'utilisation de lumière concentrée sur ces structures a permis d'améliorer la tension en circuit ouvert de ces cellules bien au-delà des attentes initiales. La technologie CPV représente une opportunité significative pour l'industrie européenne et japonaise de mener la course en tête dans le domaine des technologies de production d'énergie solaire. Ces travaux fournissent ainsi une impulsion majeure dans le domaine des technologies CPV à bas coût grâce aux outils de caractérisation qui permettront l'optimisation des matériaux, des composants et des centrales. La technologie du projet NGCPV accélérera par conséquent la transition vers l'énergie solaire comme une alternative renouvelable et propre aux combustibles fossiles.
Mots‑clés
Énergie solaire, cellules solaires, électricités, concentration de l'énergie solaire, concentrateur photovoltaïque
