Un espoir pour réduire l’intermittence des énergies renouvelables : demain des « cellules thermo-radiatives » pourraient générer de l’électricité la nuit

Lorsque le soleil tombe, notre planète émet un rayonnement énergétique, à l’image de notre étoile. De récents travaux de recherche ont permis de concevoir de nouveaux composants thermo-radiatifs capables de générer de l’électricité la nuit grâce aux rayons infrarouges émis par notre planète.

|Écrit de Louis Viratelle
Merci pour la participation de Mathis
Publié le 24 août 2022. 

|Écrit de Louis Viratelle. 
Merci pour la participation de Mathis
Publié le 24 août 2022.

L’intermittence des énergies renouvelables demeure l’un des plus grands défauts de ces sources dites durables. Même si la mise en réseau de la production électrique entre les pays permettrait théoriquement de compenser cette intermittence, ce principe est en pratique soumis à beaucoup de contraintes, notamment géopolitiques, de souveraineté ou encore économiques.

Mais face à l’instabilité des moyens de production d’électricité renouvelable, le solaire pourrait arriver à se démarquer.

Lorsque le soleil rayonne, la surface de la Terre emmagasine de l’énergie. Cette énergie emprisonnée le jour est restituée la nuit vers l’espace, une fois notre étoile cachée.
Pour transformer l’énergie du soleil en énergie électrique, les panneaux photovoltaïques utilisés aujourd’hui sont principalement constitués de silicium. Au contact des photons (particule de la lumière émise par le soleil), le silicium permet d’agiter des électrons. Ces derniers ordonnés grâce au Bore pour obtenir un pôle positif et au Phosphore pour obtenir un pôle négatif permettent de générer un courant électrique qui sera injecté sur le réseau après avoir été rendu exploitable par l’utilisation d’autres matériaux spécifiques.

C’est la différence de température entre les panneaux solaires et le soleil (l’astre est bien plus chaud que les panneaux solaires) qui permet à ces derniers de générer un courant électrique. Inversement, la terre génère plus de chaleur la nuit que celle provenant de l’espace.

Pour que le principe du panneau photovoltaïque puisse fonctionner avec les rayonnements infrarouges émis par la Terre, des chercheurs ont conçus un semi conducteur dit « diode thermo-radiative ». Ce semi conducteur est composé de Tellure de mercure et de Cadmium, des matériaux déjà utilisés pour capter le spectre infrarouge.

Le principe de génération électrique appliqué au soleil sur le spectre du visible est ainsi transféré sur le spectre infrarouge.

Pour autant il résulte de cette innovation une quantité d’énergie aujourd’hui relativement limitée. Le rendement est dix fois moins important qu’avec le soleil. Appliqué à grande échelle, ce chiffre ne semble pas permettre à ce jour de contrer l’intermittence nocturne des panneaux, notamment en période hivernale où l’ensoleillement est plus court et les consommations plus hautes.

Ces travaux de recherche ouvrent de belles perspectives d’avenir pour les grandes fermes de panneaux photovoltaïques. La technologie reste quant à elle encore loin d’être aboutie. La mise en production à grande échelle de tels panneaux pour un prix économiquement envisageable et avec un rendement profitable devrait nécessiter encore des années d’améliorations afin de performer ces nouveaux composants.

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