Panneau Solaire photovoltaique Р̩nergie solaire

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Des chercheurs américains ont lancé une explication de leurs résultats récents qui montrent que l’introduction des nanofils semi-conducteurs de nature piézoélectrique dans les panneaux solaires améliore leur efficacité.

La piézoélectricité est l’effet produit lorsque certains matériaux subissent une contrainte mécanique, où la compression ou l’étirement de la substance génère de l’électricité. Les matériaux piézoélectriques ont été utilisés comme capteurs dans les voitures (par exemple, le capteur airbag) ou comme sources d’inflammation (c’est le cas des briquets électriques). Des chercheurs dans le monde entier canalisent leurs efforts vers l’amélioration de l’efficacité des dispositifs photovoltaïques, mais jusqu’à tout récemment, ils n’ont pas envisagé d’exploiter le potentiel piézoélectrique à cet effet.

Dans une enquête précédente, le professeur Zhong Lin Wang et son équipe à l’Institut de Technologie de Géorgie (Atlanta, États-Unis) a découvert que l’intégration d’un semi-conducteur piézoélectrique dans la structure d’un panneau solaire a optimisé son efficacité, mais ils ne pouvaient pas expliquer pourquoi. A présent, Wang fournit une explication : les cellules solaires à jonction PN ou de type métal-semi-conducteur utilisent l’énergie des photons entrants pour séparer les paires électron-trou qui permettent ensuite la conduction de la charge électrique. L’équipe a découvert que les matériaux piézo-électriques modifient la structure de bandes électroniques à l’intérieur du dispositif, et cela affecte la génération, la séparation et le transport des porteurs à la jonction. C’est intéressant car la tension de sortie de la cellule solaire dans son ensemble peut être contrôlée en changeant le potentiel piézoélectrique.

A présent, l’accent des recherches sur les matériaux piézoélectriques tombe sur la découverte et la compréhension de ces propriétés, leur amélioration et leur développement.

L’utilisation des panneaux solaires est plus répandue dans les régions qui bénéficient de quantités importantes de soleil tout au long de l’année. Dans de nombreuses régions où les hivers sont austères, l’idée persiste que les panneaux solaires sont inefficaces durant la saison froide. Ce n’est pas le cas. Alors que la quantité de lumière du soleil détermine la quantité d’énergie recueillie, la basse température n’a aucun effet sur le fonctionnement des panneaux. En fait, leur système électronique fonctionne mieux dans le froid que pendant les jours très chauds. L’énergie solaire peut être efficacement captée en hiver tant qu’un modeste entretien est fait sur les panneaux.

Les panneaux solaires capturent le maximum d’énergie pendant les heures ensoleillées de l’après-midi. Néanmoins, ils recueillent une certaine quantité de lumière même la nuit, des rayons de la lune, des étoiles ou des lumières de la ville. Dans les régions où le ciel d’hiver est toujours couvert de nuages, les panneaux solaires reçoivent encore 5 à 50% du rayonnement pendant un jour d’été, en fonction de l’épaisseur de la couche nuageuse. Cela est suffisant pour contribuer de manière significative aux besoins d’électricité des ménages, si les panneaux ont été bien orientés vers le soleil d’hiver.

Tout ce qui diminue la quantité de lumière pénétrant dans les panneaux solaires – poussière, feuilles, excréments d’oiseaux ou pollen des arbres – réduit la quantité d’énergie captée. C’est pourquoi un nettoyage régulier des panneaux est recommandé chaque saison, afin d’assurer leur plein rendement. Mais l’entrave la plus dramatique est la chute de neige. Si cela est faible à modérée et les températures pendant la journée sont élevées, les panneaux solaires se réchauffent rapidement et font fondre la neige.

Si la couche de neige est épaisse et il fait très froid, la neige doit être nettoyée, car elle ne fondra pas. Le meilleur outil à utiliser est un « râteau de neige » spécial. Le long manche de celui-ci permet d’accéder facilement aux toits du premier étage et la bande de caoutchouc qui le borde évitera l’endommagement de la surface des panneaux. Il est extrêmement dangereux de grimper sur les toits sur des surfaces enneigées ou glacées, donc la neige installée sur les panneaux du second étage devra simplement rester là. En compensation, le nettoyage des panneaux situés aux étages inférieurs permettra d’accroître considérablement la quantité de lumière recueillie.

Le thème de l’énergie solaire a été débattu depuis une décennie, mais il jouit de plus d’attention depuis seulement quatre ou cinq années. Les gens commencent à se rendre compte de l’impact majeur que le comportement humain a eu sur le monde dans lequel nous vivons. C’est pourquoi on commence à agir de manière plus responsable, afin de protéger l’environnement, avant qu’il ne soit trop tard.

L’énergie solaire est une source d’énergie propre et sûre. Comme c’est une source illimitée, on en peut l’utiliser tant que souhaité, sans se soucier d’engendrer des effets négatifs.

Ce n’est pas le cas des combustibles fossiles, dont nous avons constamment besoin et qui polluent la terre. Les combustibles fossiles sont l’une des principales raisons des problèmes environnementaux – à savoir le réchauffement climatique – qui nous touchent aujourd’hui. L’énergie solaire offre de nombreux avantages, y compris les économies de coûts. Elle est respectueuse de l’environnement et la plupart des systèmes d’énergie solaire ne nécessitent que peu ou pas d’entretien.

Si vous envisagez d’acheter votre propre système d’énergie solaire, il est important de faire attention à quelques aspects importants concernant leur efficacité. Dans ce domaine, l’efficacité se mesure en pouces carrés et watts, et les panneaux photovoltaïques sont généralement les meilleurs. Ces panneaux sont fabriqués de différents matériaux, mais ils sont  généralement plus denses et plus durables que d’autres panneaux.

Pour assurer le rendement maximum de vos panneaux, choisissez attentivement l’endroit d’emplacement. Même avec un ensemble de panneaux solaires de haute qualité, vous n’allez pas obtenir le plus d’énergie si vous ne choisissez pas le bon endroit. Vous devez choisir un endroit dans votre jardin ou sur le toit de votre maison – une zone qui reçoit au moins huit heures de lumière du soleil pendant la journée. Un toit est généralement le meilleur choix. Les panneaux recevront des rayons UV même par le temps nuageux. Si les panneaux sont placés dans une zone ombragée, on ne sait jamais quelle quantité d’énergie ils produisent et ce n’est pas fiable.

L’efficacité des panneaux solaires dépend aussi de la qualité des matériaux utilisés et la façon dont ils ont été faits. Pour assurer une efficacité maximale, choisissez des panneaux de haute qualité, en vous accordant du temps pour la recherche.